切成两半后也能学习我们对智能的理解真的正

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扁虫并非人们所想象的那种天才生物。这种形似逗号的扁虫,可以在全球各地湖泊和池塘的淤泥中找到。它们头部微小,不过针尖大小,拥有一个被视作大脑的微型结构。两个眼斑紧挨着,使它看起来仿佛带有卡通人物般地迷茫。它只是想要平静地过着底栖生物的生活。

然而,这种微不足道的生物,却掌握了一项连人类伟大思想家都难以做到的技艺——完美的再生能力。将其一分为二,它的头部能长出新尾巴,尾巴亦能长出新头部。仅一周时间,两个全新健康的扁虫就能自由游动。

能长出新头部无疑是一项巧妙的技能。然而,吸引塔夫茨大学生物学家迈克尔·莱文(MichaelLevin)的,却是扁虫的尾部。他专注于研究单细胞是如何发展成完整生物体的,这使他开始怀疑,生物的智能或许并不完全存在于大脑之中。比如,扁虫的尾部细胞也许蕴含着相当的智慧。“所有智能实际上都是集体智能,因为每一个认知系统都由若干部件构成,”莱文这样说道。对他而言,这种能在完全失去头部后仍存活下来的动物,成了理想的研究对象。

在自然环境中,扁虫更偏好平滑且有遮蔽的环境,而非粗糙和开放的环境。放置于有波纹底部的容器里,它们会聚集在边缘。大约十年前,在实验室里,莱文训练一些扁虫,让它们期待着被滴在有脊的盘子中央的美味肝脏泥。它们很快便克服了对粗糙区域的恐惧,迫不及待地穿越隔断去觅食。他也用相同的方法训练了其他扁虫,但这次是在光滑的盘子中。随后,他将这些扁虫全部斩首。

莱文丢弃了扁虫的头部部分,并等待了两周,让其尾部长出新的头部。接着,他将这些再生的扁虫放入有波纹的容器中,再次滴入肝脏作为诱饵。那些在前一世中生活在光滑容器中的扁虫显得较为迟疑。但那些之前生活在粗糙容器中,经由尾巴再生出来的扁虫,却表现出了更快地寻找食物的能力。不可思议的是,尽管完全失去了大脑,这些扁虫似乎仍保留着对肝脏奖励的记忆。但这究竟是如何做到的呢?记忆又储存在哪里?

证据表明,不仅仅是高度专业化的大脑细胞,如神经元,普通细胞也具备储存信息并根据信息行动的能力。如今,莱文已经展示出细胞是如何通过利用微妙的电场变化作为一种记忆方式来实现这一点的。这些发现使他成为一个新领域——基底认知(basalcognition)的先锋。该领域的研究人员发现,无论是在大脑内还是大脑外,都存在着智能的标志——诸如学习、记忆、解决问题的能力。

直到最近,大多数科学家都认为,真正的认知能力是从五亿年前出现的第一个大脑那一刻才开始的。在他们看来,没有复杂的神经元网络,行为不过是单纯的反射。但莱文和其他几位研究者持有不同看法。他不否认大脑的非凡,它是计算速度和能力的极致体现。然而,他认为,细胞团块和大脑之间的差异在于程度,而非种类。实际上,他怀疑认知能力可能是随着细胞开始合作来构建复杂生物体中极其艰巨的任务而进化的,之后认知能力在大脑中得到加强,以便动物能够更快地移动和思考。

这一理念正逐渐被包括机器人学家在内的各学科研究人员所认同,其中就包括与莱文经常合作的,佛蒙特大学(UniversityofVermont)形态学、进化和认知实验室的负责人乔希·邦加德(JoshBongard)。“大脑是自然界最近才出现的发明之一,也是最后出现的结构,”邦加德说。他希望自下而上地构建深度智能机器。“很明显,身体的重要性不言而喻,神经认知只是锦上添花,它是圣代上的樱桃,而非圣代主体。”

?图:日本三角涡虫(Dugesiajaponica)的头部细胞和尾部细胞在生物电压上有所不同。改变电压并切除尾巴,头部就会再生出另一个头部。图源:MichaelLevin

近年来,随着研究人员在各个生命王国中发现越来越多让人惊叹的、无需大脑的复杂智能例证——这些智能并不需要大脑即可存在,人们对基底认知的兴趣急剧上升。对于像邦加德这样的人工智能科学家来说,基底认知提供了一种方法,让未来的智能不必局限于模仿以大脑为中心的人类模型。对医学专家来说,则是一种激发细胞固有治愈和再生能力的有希望的途径。

对于那些

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