人工智能伦理

图1.21 荷兰画家伦勃朗·范·莱因（Rembrandt van Rijn, 1606—1669）的绘画描绘了17世纪欧洲解剖学课堂的场景，那时的科学家已经开始了解人类大脑的结构

人类大脑皮质（cerebral cortex）也称大脑灰质（或皮质、皮层），是包裹在大脑外面的连通的褶皱皮状结构，厚约2∼3毫米。越高等的动物，大脑皮层褶皱越多，展开后的面积越大。成人大脑皮层的面积约为2 200平方厘米，约有140亿∼160亿个神经细胞。大脑皮层按照空间位置分为四个区：额叶（frontal lobe）、颞叶（temporal lobe）、顶叶（parietallobe）和枕叶（occipital lobe）^[11]。

图1.22 人类大脑皮质分为额叶、颞叶、顶叶和枕叶四个区。其中，额叶位于脑的前半部，在顶叶前方、颞叶上方，是大脑皮质最大的一个区，约占1/3～1/2

美国计算机科学家、1971年图灵奖得主、“人工智能”概念的提出者约翰·麦卡锡（John McCarthy, 1927—2011）指出，要实现智能机器，必须先以一种明确而有限的方法讲清楚大脑能做什么。很遗憾，直至今天，我们对大脑的认知还停留在一个初级阶段，依然有很多等待探索的未解之谜。

譬如，眼眶额叶皮质（orbitofrontal cortex, OFC），简称眶额皮质，是前额叶皮质中位于眼眶之上的一小部分，与决策过程的情绪和奖励有关。神经心理学家发现数学之美、艺术之美或许源自眶额皮质的活化，它让大脑愉悦的机制仍是个问号。

图1.23 眼眶额叶皮质：利用情绪反应（如愉快、悲伤、尴尬、愤怒等）指导行为

人脑的功能分区

一般地，在功能上左脑关注的是局部信息，右脑关注的是全局信息。大脑在处理信息的时候，会按照节能的方式进行，所以有时会出现如图1.5所示的“想当然”。

1. 视觉区：视力、图像识别、形象感知

1. 联合区：短期记忆、平衡性、情绪

1. 运动功能区：自主肌群运动

1. 布洛卡区(语言区)

1. 听觉区

1. 情感区：疼痛、饥饿

1. 感觉联合区

8.嗅觉区

1. 感觉区：肌肉、皮肤

10.躯体感觉联合区：重量、质地、温度等

1. 韦尼克区：语言理解中枢

1. 运动功能区：眼球运动和方向

1. 高级心理功能：专注力、计划性、判断力、情感表达、创造力、抑制力

1. 运动功能：感觉感知、协调性和运动控制

图1.24 人类大脑功能区以及解剖学定位：左上角是侧面图，右上角是

矢状位；左下角是俯视图，右下角是仰视图

大脑是一个复杂系统，用进废退，它具有神奇的自适应、自组织能力。例如，盲人用右手阅读盲文时，视觉皮层与感觉运动皮层被激活。这说明，盲人的视觉皮层参与了其他感知任务。也就是说，大脑的功能区并不是一成不变的，它们具有很强的可塑性，其内在机理远比我们现在所了解的要高级得多。

搞清楚人类认知的科学规律，有助于实现真正的人工智能。例如，大脑的前额叶皮质（prefrontal cortex, PFC）负责逻辑、计划等高级认知活动，能够调节和组织思考与行为，所以它表现得与人类的性格有关。前额叶皮质一般需要到18岁后才变得成熟，主体在神经生理上成为一个理性的人，也开始为自己的言行承担社会责任。如果这部分脑组织受到损伤，人类会丧失决策能力，其语言功能将变得紊乱，说话语无伦次。这启发我们在机器学习中设计元规则（meta rules）的学习，元规则就是机器的前额叶皮质。

图1.25 左半脑的前额叶皮质的侧面图和正面图

例1.4 法国神经学家、医生保罗·布洛卡（Paul Broca,1824—1880）在研究失语症（aphasia）患者时发现左脑额下回后部某区域是运动性语言中枢，如今被称为布洛卡区（Broca’sarea）。布洛卡留下了一句名言：“我们用左脑说话。