一种能够通过自然语言学习与交流的认知神经架构

交际互动涉及一种程序性知识，为人脑用于处理言语与非言语输入以及语言产生所使用。尽管在建模人类语言能力方面已完成大量工作，但难以将它们整合为一个全面的白板系统（tabula rasa），该系统需与当前关于言语信息在脑中如何处理的知识相容。本工作提出了一个完全基于大规模神经架构的认知系统，旨在阐明语言加工中所涉及的程序性知识。该系统的主要组件是中央执行系统，它是一个协调工作记忆其他组件的监督系统。在我们的模型中，中央执行系统是一个神经网络，以短时记忆的神经激活状态作为输入，输出心理动作，通过神经门控机制控制工作记忆组件间的信息流。所提出的系统能够从白板状态开始，仅通过基于文本的界面与人交互，使用开放式增量学习过程，学会通过自然语言进行交流，而无需任何关于短语结构、词义、不同词类作用的先验知识。它能够学习名词、动词、形容词、代词及其他词类，并在表达性语言中使用它们。该模型在一个包含1587个输入句子的语料库上进行了验证，该语料库基于早期语言评估文献，处于约4岁儿童水平，并产生了521个输出句子，表达了广泛的语言处理功能。