人工智能可以下赢围棋、生成逼真图像、甚至写代码,但它至今无法像人类大脑那样——用极少的经验快速掌握新技能。一项最新研究揭示:人脑拥有一种独特的“学习捷径”,能通过神经活动的内在节奏,在几秒内建立抽象规则,而当前所有AI系统都无法复制这一能力

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这项由加州大学伯克利分校和德国马普研究所联合开展的研究,发表于《自然·人类行为》,聚焦于人类如何在毫无先验知识的情况下,迅速理解全新任务的逻辑结构。实验中,参与者被要求玩一个从未见过的视觉游戏:屏幕上随机出现不同颜色和形状的符号组合,他们需根据隐藏规则判断“正确”或“错误”。令人惊讶的是,大多数人在仅经历6到8次试错后,就能准确推断出规则本质——比如“只有红色圆形才有效”或“蓝色必须成对出现”。

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与此同时,研究人员用高密度脑电图(EEG)记录其大脑活动,发现一种特定的神经振荡模式在学习初期急剧增强:前额叶皮层与顶叶皮层之间以约8赫兹的频率同步放电(属于θ波范围)。这种同步并非被动响应刺激,而是主动构建“认知框架”的信号——就像大脑在快速搭建一个临时的“思维脚手架”,用于组织零散信息、提取共性、排除干扰。

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更关键的是,这种能力具有高度泛化性。当规则突然改变(如从颜色优先变为形状优先),参与者几乎立刻调整策略,而神经同步模式也随之动态重组。相比之下,即使最先进的深度学习模型(如Transformer或强化学习代理)在相同任务中需要数百甚至上千次训练样本才能达到类似准确率,且一旦规则变化,往往需从头学起。

“AI擅长在大数据中找模式,但人类擅长在小数据中找结构,”论文通讯作者玛丽亚·费尔南德斯博士解释道,“我们的大脑不是靠记忆例子,而是实时生成假设并验证——这是一种元学习能力。”

研究团队进一步发现,这种“学习捷径”的效率与个体工作记忆容量和注意力控制能力正相关,暗示它依赖于高级认知控制网络。而自闭症谱系或注意力缺陷障碍患者在此类任务中表现较弱,也印证了该机制的临床意义。

为何AI难以模仿?根本原因在于:当前AI缺乏具身认知(embodied cognition)和目标驱动的内在动机。人类大脑在进化中形成了以生存为导向的预测-验证循环,而AI只是被动拟合输入输出关系。即便引入“小样本学习”算法,其底层仍依赖大量预训练数据,无法真正“从零开始思考”。

这项研究不仅深化了我们对人类智能独特性的理解,也为下一代AI设计指明方向:或许真正的智能不在于算力多强,而在于能否像人脑一样,在混沌中迅速找到秩序的“锚点”。

参考资料:DOI:10.1038/s41586-025-09805-2