梦会影响我们的日常工作吗?

                                                                       

要点

  • “过拟合"当数据点过于匹配或重复时发生;机器学习中的过拟合数据使 AI 难以泛化.
  • 就像过度拟合会限制机器学习一样,当日常训练集缺乏多样性时,人脑也可能面临过度拟合的危险.
  • 一种新的基于 AI 的梦境理论,即过度拟合大脑假说 (OBH),假设梦境可能有助于大脑在重复的情况下学习新事物.

作为一名长距离铁人三项运动员,多年来一直过着重复、僧侣般的生活,做梦是摆调日常生活的一个途径,它也帮助我的大脑掌握达到最佳表现所需的运动技能.

例如,铁人三项训练组(7.2 英里游泳、336 英里自行车和 78.6 英里跑步)每天需要大约 6-9 小时的重复有氧运动.就其本质而言,超长距离铁人三项和超级马拉松的训练非常单调.在生活和运动中,无聊会使人很难保持积极性和好奇心.

为了维持我的动力,我依靠自己的想象力并将成为一个好斗的失败者浪漫化.在我的白日梦中,我创造了神话般的叙述,在乏味的锻炼中激发了我的灵感,并帮助我应对日常的磨难.晚上,我会做最疯狂的梦.

在我 2007 年的书 The Athlete's Way 中,我根据哈佛的 Robert Stickgold 的研究写了做梦如何帮助运动员(以及其他依赖精细肌肉协调的人)提高他们的表现医学院的睡眠医学系.

在 2005 年 7 月哈佛杂志的一篇文章中,Stickgold 解释了睡眠和做梦如何提高运动技能:

“假设你想学习肖邦钢琴练习曲中的一个段落,但你就是学不来.你走开,第二天,第一次尝试,你就完美了.我们看到了这一点与音乐家和体操运动员一起学习.学习运动活动模式和复杂的动作是有道理的:他们似乎一夜之间就会变得更好."

在他们最近(2021 年)的著作 When Brains Dream 中,合著者 Antonio Zadra 和 Robert Stickgold 提出了一种新的梦想理论,他们称之为网络探索以了解可能性 (NEXTUP).假设,NEXTUP 允许做梦者探索不同的叙事结构,这些结构在清醒时可能无法追求,并在此过程中巩固记忆.

当代六大梦理论

  1. 梦想是为了巩固记忆
  2. 梦想是用来调节情绪的
  3. 梦想是为了选择性遗忘
  4. 梦想是解决现实问题的准备
  5. 做梦通过完善生成模型有利于预测处理
  6. 做梦让我们对未知的可能性敞开心扉(NEXTUP 理论)

过拟合大脑假说 (OBH) 如何扩展现有的梦理论?

塔夫茨大学的 Erik Hoel 于 5 月 14 日在同行评审期刊 Patterns 上发表了他的过度拟合大脑假设(Hoel,2021 年).这种新的受AI启发的梦想理论认为,就像机器学习受到太多重复数据的困扰一样,当每日刺激的分布包含太多相同的事物或变得重复时,人脑也很难学习新事物.

“生活有时很无聊,"他在新闻发布会上说. “梦想是为了让你不至于太适应这个世界的模式."在他的Patterns 论文中,Hoel 写道,“在一项新任务上过度训练会导致大脑过度适应该任务,然后触发夜间做梦,试图概括该任务的表现."

作为一名经常过度训练的超耐力铁人三项运动员,我现在意识到做梦可能帮助我的大脑应对因每天花费太多时间进行完全相同的训练而导致的过度拟合.

“触发包含与现实生活事件部分相似的梦境的最有效方法是通过重复性的任务过度训练,"Hoel 写道. “换句话说:触发现实世界事件梦境的最可靠方法是在白天重复执行一项任务,最好是新颖的任务.在 OBH 下,对这种影响的解释,以及做梦的好处,被清楚地概括了."

根据 Hoel 的新假设,梦可能会通过每晚产生的“分布不均的感觉刺激"来抵消过度拟合.从理论上讲,做真正奇怪的梦会让大脑更容易“挽救其感知和认知能力的普遍性,并提高任务绩效."

为了抵消日常工作带来的眩目和麻木的影响,Hoel 认为生动的梦境可能有助于突出单调海洋中的细微差别.奇怪的梦可以提醒大脑一些值得注意的事情,否则在重复的训练集中可能会被忽视.正如他所解释的:

“梦的致幻性、打破类别性和寓言性意味着它们与动物的“训练集"(即它们的日常经验)截然不同.适应白天任务的 [每日] 循环,并通过半随机游走的经验来避免夜间过度拟合,可以被视为一种大脑中的“模拟退火".也就是说,正是梦境与清醒经历的不同之处,赋予了他们生物学功能."

Hoel 举了一个梦想的例子,其中涉及飞行可能帮助跑步者在跑步时保持平衡.正如他所解释的:

“这看似自相矛盾,但梦想飞翔实际上可以帮助您保持平衡.这种可能性的证据来自深度学习中改善泛化的通用方法,例如辍学,领域随机化和使用由生成模型的随机刺激创建的输入数据,这些模型与梦的属性有着惊人的相似之处."

根据 Hoel 的过度拟合大脑假设,做梦可能“使动物日常生活中的统计偏差输入偏离,这有助于并因此提高性能."

就像梦想一样,艺术和小说也可以抵消人脑中的过度拟合

有趣的是,Hoel 总结他的论文说:“最后,值得认真对待梦替代的想法,以考虑小说(如小说或电影)是否充当人工梦,至少完成一些相同的功能. "

有趣的是,作为一个经常使用白日梦和虚构叙事来打破超耐力运动训练单调乏味的人——假设除了夜间做梦之外,让自己穿上虚构人物的鞋子可以防止过度拟合是有道理的给我.

“OBH 表明,小说,也许是一般的艺术,实际上可能具有更深层次的潜在认知效用,其形式是通过充当人造梦来改善泛化和防止过度拟合,"Hoel 总结道.

参考资料

埃里克·霍尔(Erik Hoel). “过度拟合的大脑:进化为辅助泛化的梦." 模式(首次发布:2021 年 5 月 14 日)DOI:10.1016/j.patter.2021.100244

                                               
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