核桃补脑和深度学习
“經常用腦,多喝X個核桃?!敝袊艘幌蛄鱾饔泻颂已a腦的說法,原因來自于“以形補形”的觀念。核桃就像一個微型的腦子,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。因此很多人認為多吃核桃可以變得更聰明。
支持核桃補腦的人認為,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,對于寶寶大腦的發育也是有好處的。
核桃能滿足很多大腦的營養,但是這些營養并非核桃獨有,富含Omega-3脂肪酸是很多堅果的特征,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)可在短時間內改變大腦的活動狀態。
我們的大腦特別喜歡葡萄糖。有充足的葡萄糖,腦子運轉起來才夠靈光,這方面核桃基本沒有幫助。幫助腦損傷后恢復的藥物一般稱為神經營養藥,這方面就更不關核桃什么事了。
因此,所謂費腦子就吃核桃來補之類的說法,其實沒什么道理。
「補腦」這個功效真是很難定義,是腦損傷后的恢復加快?是增強兒童腦發育?是延緩老年人記憶力衰退?是提高人類智商或認知能力?是增強人類腦力工作的效率?是治療弱智?我印象中,并沒有研究證實核桃有上述的功效。
與人類腦發育的相關物質中,DHA應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」,一般認為,DHA與人類大腦發育相關。而核桃中DHA含量極少,可以忽略不計,并沒有直接補充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,間接補充DHA。但是,要注意,并不能因為核桃中含α-亞麻酸比較多就直接認為核桃直接促進腦發育,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,并不能因為核桃中含鋅比較多就認為核桃促進腦發育,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增加工作效率。幫助腦損傷后恢復的藥物一般稱為「神經營養藥」,這方面就沒核桃什么事了。弱智的治療現在沒什么辦法,核桃當然也不能。
從我學習深度學習這門技術之后的理解來看,一個神經網絡要能夠識別特定的目標,需要兩方面因素。一個是網絡結構,第二個是數據訓練。
網絡結構對應的就是我們的大腦,有的人天生聰明一些,可以說是網絡結構合理,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 網絡層數都是夠了的。剩下來的 就是需要大量數據的迭代促使網絡中的連接權值參數發生改變。輸入的數據不一樣,生成的權值也不一樣。所以學鋼琴的會彈鋼琴,學廚師的會做飯。他們的網絡結構是差不多的,產生不同的能力是因為輸入不一樣。
假如核桃能夠補腦,最多就是在網絡結構上面能夠幫上忙,能夠促進網絡的生成,但是人的大腦結構是由基因決定的,類比深度學習來說,這個網絡層數,幾層卷積 幾層全連接層 這個是人類通過進化得到的,并不是吃核桃吃來的。核桃更加不屬于數據,不能促使人的神經網絡根據核桃來迭代更新權值。也就無法提升人的認知能力。
一個系統之所以能夠擁有該系統的功能是因為系統的特殊結構,比如一塊鐵磨鋒利了就能成為一把刀,磨平了能夠當錘子,這個功能是結構造成的。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。所以從這個角度來說,營養物質輸送到哪里更重要,人只要不缺營養的情況下,都能根據自己的基因組建應用的結構。在這個基礎上,要提升認知和系統識別的精度,更需要的是優良的數據和長期的努力也就是迭代訓練。
說到迭代訓練,還需要合適的迭代步長,一個好的老師就是幫你控制迭代步長并督促你訓練的。因材施教指的就是根據每個人的不同情況合理調參。這個參數調的不好,永遠迭代不出高精度的模型,甚至開始下藥太猛,系統不容易收斂,所以有些人產生了厭學情緒,后來不管怎么送數據也沒有用了。
在迭代訓練過程中,長期努力很重要,而且越到后面精度提升越小。但是一個模型能夠超過別的模型就是相差那一點精度,所謂高手過招,差之分毫。這一點差距可能是通過長時間迭代才獲得的。
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總結
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