中大城大揭大腦「一心二用」機制 助提升AI訓練
香港文匯報訊（記者 高鈺）一個人為何難以同時處理兩件事？過去數十年，科學家們一直探究箇中原因。香港中文大學及香港城市大學共同領導的研究，透過追蹤小鼠腦部的單神經元活動，揭示其大腦透過動態調整及重組神經資源的機制，可動員更多具任務專用的神經元，有助提升「一心二用」能力。團隊指出，該生物神經機制亦可應用於電腦科學的運算思維，有望能幫助更有效訓練和管理人工智能（AI）系統，提升同時處理多項任務的能力。
有觀點提出，大腦的「中央瓶頸」機制，以及不同任務需要競爭有限神經資源，都是限制大腦「一心二用」的原因，惟兩者均未能解釋，為何藉協調與練習，能逐步提升同時處理多任務的能力。
中大生物醫學學院教授柯亞及城大神經科學系講座教授容永豪的團隊，特別設計了雙重任務實驗，要求小鼠維持連續推桿動作，同時要聆聽不同的聽覺提示並決定是否做出反應，並訓練數星期。研究人員追蹤小鼠次級運動皮層（M2）中特定的單神經元，發現當大腦處理多個任務時，會競爭單一共享神經元的資源；而即使是其他主要負責單一項任務的神經元，亦會調整活性以協調大腦應付兩個任務的需要，提高整體處理效率。隨着訓練進行，小鼠的大腦則會招募更多任務特定的專用神經元，並漸漸區分兩項任務的神經特性，以更獨立的神經元梯隊完成每項任務，從而減少共享資源所帶來的干擾。
研究團隊又利用「循環神經網絡」深度學習模型，進行同步處理兩項任務的測試，發現其學習策略，與生物大腦極為相似。容永豪指，研究證實，能處理多個任務的關鍵，在於協調與表徵分離間取得平衡，除有助理解神經系統疾病，對提升訓練和管理AI系統的效率亦有重要啟示。相關成果已於頂尖期刊《神經元》發表。
