核桃补脑和深度学习
“經(jīng)常用腦,多喝X個(gè)核桃。”中國人一向流傳有核桃補(bǔ)腦的說法,原因來自于“以形補(bǔ)形”的觀念。核桃就像一個(gè)微型的腦子,有左半腦、右半腦、上部大腦和下部大腦,其褶皺或折疊很像大腦皮層。因此很多人認(rèn)為多吃核桃可以變得更聰明。
支持核桃補(bǔ)腦的人認(rèn)為,核桃中含有大量的不飽和脂肪酸,特別是含有很多Omega-6和Omega-3脂肪酸。大家熟知的DHA就屬于Omega-3的一種。如果媽媽在懷孕期間多吃一些Omega-3脂肪酸,對(duì)于寶寶大腦的發(fā)育也是有好處的。
核桃能滿足很多大腦的營養(yǎng),但是這些營養(yǎng)并非核桃獨(dú)有,富含Omega-3脂肪酸是很多堅(jiān)果的特征,杏仁、榛子、腰果都有。更重要的是,這些成分并不能像一些興奮劑那樣(被稱為聰明藥)可在短時(shí)間內(nèi)改變大腦的活動(dòng)狀態(tài)。
我們的大腦特別喜歡葡萄糖。有充足的葡萄糖,腦子運(yùn)轉(zhuǎn)起來才夠靈光,這方面核桃基本沒有幫助。幫助腦損傷后恢復(fù)的藥物一般稱為神經(jīng)營養(yǎng)藥,這方面就更不關(guān)核桃什么事了。
因此,所謂費(fèi)腦子就吃核桃來補(bǔ)之類的說法,其實(shí)沒什么道理。
「補(bǔ)腦」這個(gè)功效真是很難定義,是腦損傷后的恢復(fù)加快?是增強(qiáng)兒童腦發(fā)育?是延緩老年人記憶力衰退?是提高人類智商或認(rèn)知能力?是增強(qiáng)人類腦力工作的效率?是治療弱智?我印象中,并沒有研究證實(shí)核桃有上述的功效。
與人類腦發(fā)育的相關(guān)物質(zhì)中,DHA應(yīng)該是研究比較多的一種,DHA是「Docosahexaenoic Acid」的縮寫,中文全稱是「二十二碳六烯酸」,一般認(rèn)為,DHA與人類大腦發(fā)育相關(guān)。而核桃中DHA含量極少,可以忽略不計(jì),并沒有直接補(bǔ)充DHA的功能。但核桃的中α-亞麻酸含量比較多,而α-亞麻酸是DHA的前體,間接補(bǔ)充DHA。但是,要注意,并不能因?yàn)楹颂抑泻?亞麻酸比較多就直接認(rèn)為核桃直接促進(jìn)腦發(fā)育,要知道,自然界中含α-亞麻酸和DHA的食物并不少,核桃并不是必需,均衡多樣化的飲食最重要。另一種與腦功能相關(guān)的因子是「鋅」,有研究核桃中鋅含量為20.2~51.6 mg/kg,屬含鋅比較多的食物。同樣,并不能因?yàn)楹颂抑泻\比較多就認(rèn)為核桃促進(jìn)腦發(fā)育,含鋅量多的食物有很多,均衡多樣化的飲食最重要。人腦日常工作中消耗的是「葡萄糖」,這方面核桃基本沒有幫助。也就是說,重腦力工作者吃核桃理論上不會(huì)增加工作效率。幫助腦損傷后恢復(fù)的藥物一般稱為「神經(jīng)營養(yǎng)藥」,這方面就沒核桃什么事了。弱智的治療現(xiàn)在沒什么辦法,核桃當(dāng)然也不能。
從我學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)這門技術(shù)之后的理解來看,一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要能夠識(shí)別特定的目標(biāo),需要兩方面因素。一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),第二個(gè)是數(shù)據(jù)訓(xùn)練。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的就是我們的大腦,有的人天生聰明一些,可以說是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理,或者層次更深就更容易擬合模型。但是只要不是弱智,一般來說 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)都是夠了的。剩下來的 就是需要大量數(shù)據(jù)的迭代促使網(wǎng)絡(luò)中的連接權(quán)值參數(shù)發(fā)生改變。輸入的數(shù)據(jù)不一樣,生成的權(quán)值也不一樣。所以學(xué)鋼琴的會(huì)彈鋼琴,學(xué)廚師的會(huì)做飯。他們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是差不多的,產(chǎn)生不同的能力是因?yàn)檩斎氩灰粯印?br />假如核桃能夠補(bǔ)腦,最多就是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上面能夠幫上忙,能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的生成,但是人的大腦結(jié)構(gòu)是由基因決定的,類比深度學(xué)習(xí)來說,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層數(shù),幾層卷積 幾層全連接層 這個(gè)是人類通過進(jìn)化得到的,并不是吃核桃吃來的。核桃更加不屬于數(shù)據(jù),不能促使人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)核桃來迭代更新權(quán)值。也就無法提升人的認(rèn)知能力。
一個(gè)系統(tǒng)之所以能夠擁有該系統(tǒng)的功能是因?yàn)橄到y(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu),比如一塊鐵磨鋒利了就能成為一把刀,磨平了能夠當(dāng)錘子,這個(gè)功能是結(jié)構(gòu)造成的。類比人體,脂肪可以組成大腦,也能組成肥肉。但是大腦不能御寒,肥肉不能思考。所以從這個(gè)角度來說,營養(yǎng)物質(zhì)輸送到哪里更重要,人只要不缺營養(yǎng)的情況下,都能根據(jù)自己的基因組建應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)基礎(chǔ)上,要提升認(rèn)知和系統(tǒng)識(shí)別的精度,更需要的是優(yōu)良的數(shù)據(jù)和長期的努力也就是迭代訓(xùn)練。
說到迭代訓(xùn)練,還需要合適的迭代步長,一個(gè)好的老師就是幫你控制迭代步長并督促你訓(xùn)練的。因材施教指的就是根據(jù)每個(gè)人的不同情況合理調(diào)參。這個(gè)參數(shù)調(diào)的不好,永遠(yuǎn)迭代不出高精度的模型,甚至開始下藥太猛,系統(tǒng)不容易收斂,所以有些人產(chǎn)生了厭學(xué)情緒,后來不管怎么送數(shù)據(jù)也沒有用了。
在迭代訓(xùn)練過程中,長期努力很重要,而且越到后面精度提升越小。但是一個(gè)模型能夠超過別的模型就是相差那一點(diǎn)精度,所謂高手過招,差之分毫。這一點(diǎn)差距可能是通過長時(shí)間迭代才獲得的。
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