預(yù)測(cè)性編碼理論認(rèn)為,，當(dāng)感官輸入推翻大腦期望的時(shí)候,，患有自閉癥的人便會(huì)出現(xiàn)標(biāo)志性的癥狀。

綾屋紗月（Satsuki Ayaya）還記得她小時(shí)候和其他孩子們玩起來(lái)有多難,，就好像有一道屏幕把她和別人隔開(kāi),。有時(shí)她覺(jué)得遲鈍，有時(shí)變得太敏感,；有時(shí)聲音消失了,，有時(shí)又太尖銳。作為一個(gè)絕望地想努力理解自己的青春期少女,，她開(kāi)始記錄自己的生活,。“我開(kāi)始把我的想法寫(xiě)進(jìn)筆記本里,，例如：我身上發(fā)生了什么？或者：我哪里出了錯(cuò),？或者：我是誰(shuí),？我寫(xiě)啊，寫(xiě)啊,，寫(xiě)滿了40本筆記本,。”她說(shuō),。

如今43歲的綾屋對(duì)自己有了更好的理解：她在30歲出頭時(shí)被診斷為自閉癥,。作為東京大學(xué)（University of Tokyo）科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)專業(yè)的博士生，她正在用自己的日記研究自閉癥,，從她始于青少年時(shí)期的陳述里產(chǎn)生假說(shuō),，并啟發(fā)實(shí)驗(yàn)。這種自我分析的研究方法被稱為 Tojisha-Kenkyu （在日語(yǔ)中,，兩詞分別意為“ 當(dāng)事者 ”和“研究”,，指生理殘疾或存在心理的患者因自身興趣而對(duì)自身疾病發(fā)起研究的獨(dú)特活動(dòng)）。該方法始于20年前日本的殘疾人權(quán)利運(yùn)動(dòng),。

在綾屋的敘述中,，她的自閉癥中存在著一大堆感知上的“失聯(lián)”。舉個(gè)例子,，她能感覺(jué)到細(xì)枝末節(jié),，卻不能將它們拼湊在一起，而常人則會(huì)把這些細(xì)節(jié)組合為“餓”,?！皩?duì)我來(lái)說(shuō)總結(jié)出‘我餓’十分困難,，”她說(shuō)，“我感覺(jué)煩惱,、我感覺(jué)悲傷,、我感覺(jué)不對(duì)。這些信息是分離的,，沒(méi)有聯(lián)系在一起,。”她需要過(guò)好久才意識(shí)到自己是餓了,，通常那時(shí)她已經(jīng)感覺(jué)頭暈了,，直到別人提醒她吃東西，她這才去吃,。

她還將自己言語(yǔ)上的困難歸咎于她期望發(fā)出的聲音和實(shí)際聲音的不匹配,。“她說(shuō)話之后,，自己的聲音傳回耳朵,。她傾向于過(guò)分注意兩者的區(qū)別，”她的合作者熊谷晉一郎（Shin-ichiro Kumagaya）說(shuō),。熊谷是東京大學(xué)的兒科神經(jīng)學(xué)家,，他正在用 Tojisha-Kenkyu 研究自閉癥。那種效應(yīng)很像打電話時(shí),，聽(tīng)筒偶爾傳回奇怪的回聲,，讓你沒(méi)法講話。只不過(guò)對(duì)于綾屋來(lái)說(shuō),，這樣的情況幾乎在每次說(shuō)話時(shí)都會(huì)發(fā)生,。

綾屋對(duì)她自身經(jīng)歷的詳細(xì)記錄幫助建立了一個(gè)全新的案例，它為自閉癥的一個(gè)新興理論提供了支撐,。該理論將自閉癥和感知研究中最具挑戰(zhàn)的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)：大腦是如何分配注意力的,？新奇的東西會(huì)吸引注意力，但是要有“新奇”,，大腦需要先有一個(gè)的期望,，并且違反這個(gè)期望。大腦還必須為這個(gè)期望分配一個(gè)確定度,，因?yàn)樵卩须s的世界中,，并不是所有違反期望的事件都有等同的新奇性：有時(shí)候這個(gè)事件的發(fā)生是有理由的，有時(shí)候它只是發(fā)生了而已,。

大腦是如何做到那些的,？科學(xué)家現(xiàn)在覺(jué)得最有可能是通過(guò)一個(gè)叫做元學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)）的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的——學(xué)著去發(fā)現(xiàn)要學(xué)什么和不學(xué)什么。根據(jù)這個(gè)理論,，元學(xué)習(xí)過(guò)程中的偏差解釋了自閉癥中的主要癥狀,。這個(gè)理論本質(zhì)上將自閉癥重新描述成了一個(gè)感知病癥,，而不是一個(gè)社會(huì)病癥；它將自閉癥的標(biāo)志性癥狀——與社會(huì)互動(dòng)的困難——重新理解為對(duì)例行慣例的執(zhí)著,，而這種執(zhí)著來(lái)源于自閉癥大腦對(duì)感覺(jué)輸入處理方式的與眾不同,。

我們面對(duì)新處境和新課題時(shí)，每個(gè)細(xì)節(jié)——圖像上的每個(gè)亮點(diǎn),、人聲中的每個(gè)音調(diào)變化——看上去都有意義,。隨著我們經(jīng)驗(yàn)的積累，我們開(kāi)始總結(jié)出規(guī)律,，知道該期待什么,。細(xì)節(jié)變得不那么顯著；大腦將注意力轉(zhuǎn)移到了更大的圖景上,。通過(guò)這種方式,，大腦解決上一個(gè)挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)而迎接下一個(gè)，讓自己在無(wú)趣和挫敗之間,，保持最佳的表現(xiàn),。自閉癥大腦可能代表了一條不同的學(xué)習(xí)曲線——它們更喜歡細(xì)節(jié)，卻犧牲了更廣的特征,。

不像其它“大一統(tǒng)”理論試圖解釋自閉癥所有的癥狀,，這個(gè)理論是建立在對(duì)大腦功能更通用的描述上的，這種描述被稱為預(yù)測(cè)性編碼（predictive coding）,。它假設(shè)所有的感知活動(dòng)都是一種模型構(gòu)建（model-building）和模型測(cè)試（testing）的實(shí)踐——做出預(yù)測(cè)并看看是否實(shí)現(xiàn),。用預(yù)測(cè)性編碼理論的話說(shuō),，一個(gè)自閉癥患者的大腦過(guò)分看重預(yù)期和實(shí)際感覺(jué)的差距,。當(dāng)路邊的汽車(chē)?guó)Q笛開(kāi)過(guò)，普通的大腦可能只是將它作為城市聽(tīng)覺(jué)背景中的偶然波動(dòng),；而對(duì)自閉癥大腦來(lái)說(shuō),，每一次鳴笛聲都會(huì)讓它有意識(shí)地注意?！斑@為自閉癥的主要特征提供了非常簡(jiǎn)潔的解釋,。”倫敦大學(xué)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家卡爾·弗里斯頓（Karl Friston）說(shuō),。他曾經(jīng)幫助建立了預(yù)測(cè)性編碼理論應(yīng)用于大腦的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),。

ALEXANDER GLANDIEN

目前，這個(gè)模型還在一些重要的細(xì)節(jié)上模糊不清,?！斑€有很多沒(méi)擰緊的螺絲?！币敶髮W(xué)的自閉癥研究者卡塔日娜·哈瓦爾斯卡（Katarzyna Chawarska） 說(shuō),。一個(gè)簡(jiǎn)單的模型能否解釋自閉癥那么多不同的癥狀,？有人質(zhì)疑。但支持者認(rèn)為正是這種多樣性才支持一個(gè)統(tǒng)一的理論,。理解一個(gè)基本的病因或許可以開(kāi)發(fā)出同樣通用的療法,。“如果預(yù)測(cè)真的是潛藏（在自閉癥中）的核心障礙,，那針對(duì)這個(gè)方向的干預(yù)有可能會(huì)在其它不同方面也產(chǎn)生積極影響,。”麻省理工學(xué)院的計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家帕萬(wàn)·辛哈（Pawan Sinha）說(shuō),。

預(yù)測(cè)性編碼入門(mén)

預(yù)測(cè)性編碼的基本假設(shè)早在19世紀(jì)中期就由德國(guó)物理學(xué)家,、心理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz），以及哲學(xué)家伊曼努爾·康德（Immanuel Kant）提出,。他們兩人都堅(jiān)持認(rèn)為我們的主觀體驗(yàn)并不是外部現(xiàn)實(shí)的直接反映,，而是一種建構(gòu)。“所有的體驗(yàn)都是受控的幻覺(jué),，”愛(ài)丁堡大學(xué)（University of Edinburgh）的認(rèn)知科學(xué)家安迪·克拉克（Andy Clark）說(shuō),，“你體驗(yàn)到的，從某種程度上說(shuō),，是你期望體驗(yàn)的世界,。”

我們?nèi)绱艘蕾嚻谕?，其中一個(gè)原因是我們的感知落后于現(xiàn)實(shí),。我們的大腦有意識(shí)地探測(cè)到輸入需要80毫秒甚至更長(zhǎng)；我們做的很多事情,，包括在吉他上演奏十六分音符和在晃動(dòng)的地鐵上調(diào)整站姿,，都發(fā)生在意識(shí)到之前，更加不會(huì)等輸入被處理好之后再據(jù)此行動(dòng),。因此大腦必須時(shí)刻預(yù)測(cè)下一刻會(huì)發(fā)生什么,。它生成了一個(gè)描述世界的模型，在此基礎(chǔ)上做出決定,，然后根據(jù)感覺(jué)反饋更新模型,。用概率論的話說(shuō)，大腦是一個(gè)貝葉斯推斷機(jī),，將先驗(yàn)預(yù)期與當(dāng)前情景結(jié)合,，來(lái)估計(jì)未來(lái)事件的概率。

預(yù)測(cè)和更新不需要——通常也沒(méi)有——意識(shí)的參與,，大腦在多個(gè)潛意識(shí)層次建立模型。將近20年前,，研究者揭示了視覺(jué)皮層使用的多層次,、預(yù)測(cè)性的工作方式（Rao & Ballard, 1999, Nat. Neurosci. ）。初級(jí)視覺(jué)皮層產(chǎn)生了對(duì)圖像的小尺度特征的預(yù)測(cè),，比如邊緣信息,，然后試圖通過(guò)完善預(yù)測(cè)來(lái)匹配視網(wǎng)膜的信號(hào)，但如果這局域化的微調(diào)不夠,，那它就把任務(wù)再甩給次級(jí)視覺(jué)皮層,，后者再改進(jìn)對(duì)更大尺度的幾何特征的預(yù)期。隨著層級(jí)向上,，更廣泛的變化被喚起,，直到最高的層級(jí)：意識(shí)為止。（“預(yù)測(cè)性編碼”一詞是神經(jīng)科學(xué)家從通訊工程中繼承的,，該術(shù)語(yǔ)在1950年代被建立,，用來(lái)描述為減少所需要荷載的信息量，通訊網(wǎng)絡(luò)只傳遞偏差而不是原始數(shù)據(jù)的想法,。）

當(dāng)大腦感知到偏差時(shí),，它要么更新模型，要么將偏差視為偶然的偏離,。在第二種情況下,，這個(gè)偏差不再會(huì)浮起到意識(shí)層面?！澳阆Ｍ俾?tīng)些假新聞,，”弗里斯頓說(shuō)?；蛘?，還有第三種選項(xiàng)：面對(duì)模型和世界的偏差,，大腦也有可能去更新世界——譬如說(shuō),，通過(guò)移動(dòng)一條胳膊或者握緊一只手來(lái)使預(yù)測(cè)成真。“預(yù)測(cè)誤差不僅僅可以通過(guò)更新模型實(shí)現(xiàn),，也可以通過(guò)實(shí)施動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn),。” 英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)（University of Sussex）的神經(jīng)科學(xué)家阿尼爾·塞斯（Anil Seth）說(shuō),。通過(guò)這種方式,，預(yù)測(cè)性編碼不僅僅可以是感知系統(tǒng)的工作方式，也可以是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的一部分,。

不過(guò)大腦如何在三個(gè)選項(xiàng)中抉擇呢,？在預(yù)測(cè)性編碼模型中,，大腦通過(guò)分配給預(yù)測(cè)的精確度（precision）來(lái)決定。精確度就是大腦對(duì)輸入信號(hào)的可變性的統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)期（statistical variability）,，也就是大腦版本的誤差限（error bar）,，或者說(shuō)大腦對(duì)模型有多確定。高精確度（低可變性）的預(yù)測(cè)被違反時(shí),，大腦會(huì)重視：“這很重要,，注意！”預(yù)測(cè)的低精確度（高可變性）讓偏差不那么重要：“只是隨機(jī)現(xiàn)象罷了,，別理它,。”

假設(shè)大腦總是把精確度設(shè)得比實(shí)際需要得高,，那就像谷歌地圖把一個(gè)人的位置不確定性表示得太低（把那個(gè)圍繞定位點(diǎn)的藍(lán)色圓圈畫(huà)得太?。盘?hào)的隨機(jī)變化就會(huì)讓估計(jì)位置的跳動(dòng)顯得像真正的運(yùn)動(dòng)似的,。這時(shí)你一定會(huì)看著地圖思考：到底什么會(huì)讓那個(gè)用戶像這樣跳來(lái)跳去,？別人看到的是噪音，你卻當(dāng)成了信號(hào),。

自閉癥患者中也發(fā)生了同樣的錯(cuò)誤計(jì)算,。“可能自閉癥譜系障礙（autism spectrum disorder）包含了一種無(wú)法將貝葉斯估計(jì)平衡好的障礙，或者說(shuō),，至少?zèng)]能用神經(jīng)系統(tǒng)典型的方式來(lái)平衡,。”克拉克說(shuō),。

ALEXANDER GLANDIEN

高估的精確度

盡管預(yù)測(cè)性編碼的理論可以追溯到至少150年前,，但直到上世紀(jì)90年代它才成為神經(jīng)科學(xué)理論的一部分，就像機(jī)器學(xué)習(xí)也是不久前才轉(zhuǎn)化到計(jì)算機(jī)科學(xué)中那樣,。這并不是巧合,，兩個(gè)領(lǐng)域是相輔相成的。

弗里斯頓說(shuō),，很多機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,，都有一個(gè)參數(shù)“學(xué)習(xí)速率”（learning rate），發(fā)揮著與預(yù)測(cè)精確度等同的作用,。人工智能通過(guò)試錯(cuò)（trail and error）來(lái)學(xué)習(xí),；如果它誤將小狗認(rèn)成小貓，他就會(huì)修改內(nèi)部的連接來(lái)使自己下一次做得更好。學(xué)習(xí)速率就決定了每次修改的程度,，預(yù)測(cè)的精確度越高,，所需修改的程度就越大。機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)會(huì)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)速率,，使得它們?cè)趯W(xué)習(xí)優(yōu)化的同時(shí)避免過(guò)度擬合數(shù)據(jù)（只能認(rèn)出遇到過(guò)的所有小貓小狗,，卻不能推廣出分辨小貓和小狗的特征）。學(xué)習(xí)速率通常在起始時(shí)很高,，隨后隨著時(shí)間下降,。在預(yù)測(cè)性編碼模型中，普通的大腦也會(huì)在開(kāi)始時(shí)為預(yù)測(cè)分配較高的精確度,，隨后逐漸調(diào)低,。調(diào)低的方式可能是通過(guò)化學(xué)信號(hào)分子，例如去甲腎上腺素（Yu & Dayan, 2005, Neuron）和乙酰膽堿（Moran et al. 2013, J Neurosci. ）,。“人們相信精確度是由大腦中的神經(jīng)調(diào)質(zhì)編碼的,，那些可以改變大腦皮層響應(yīng)增益（gain）的化學(xué)分子?！眲虼髮W(xué)的麗貝卡·勞森（Rebecca Lawson）說(shuō),。當(dāng)需要開(kāi)始新一輪學(xué)習(xí)時(shí)，大腦又會(huì)調(diào)高精確度,。

在患有自閉癥的人腦中,，精確度卻有躍向高水平或者卡在高水平的傾向——不論出于什么原因，他們的大腦傾向于過(guò)擬合,。這個(gè)大致想法首先于2010年由哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家錢(qián)寧（Ning Qian）和理查德·利普金（Richard Lipkin）提出,。受機(jī)器學(xué)習(xí)的啟發(fā)，他們提出：自閉癥大腦偏向于死記硬背,，而不是找出規(guī)律和模式,。“我們可以把自閉癥患者面臨的困境想成是任務(wù)和學(xué)習(xí)風(fēng)格的不匹配?！卞X(qián)寧說(shuō),。

過(guò)了一年，另一個(gè)研究組提出了首個(gè)自閉癥的貝葉斯模型（Pellicano & Burr, 2012, Trends Cogn Sci.）,，認(rèn)為自閉癥大腦不太信任自己的預(yù)測(cè),，從而相對(duì)過(guò)于依賴感覺(jué)輸入。作為回應(yīng),，另外兩個(gè)研究組（其中一組包括了弗里斯頓和勞森）提出預(yù)測(cè)性編碼可以作為這種預(yù)測(cè)-感覺(jué)不平衡的機(jī)制（Lawson, Rees & Friston, 2014, Front Human Neurosci.）,。辛哈和同事則在2014年提出自閉癥大腦并不是看輕預(yù)測(cè),，而是無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)（Sinha et al, 2014, PNAS）,。舉個(gè)例子，當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生在另一個(gè)事件之后的頻率比偶然偏高一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，自閉癥患者可能是注意不到兩個(gè)事件之間的聯(lián)系的：對(duì)普通人來(lái)說(shuō)至少在某種程度上可以預(yù)測(cè)的世界,，卻可以弄懵自閉癥患者,，使其覺(jué)得反復(fù)無(wú)常，或者按辛哈的話說(shuō),，“魔幻”,。

盡管這些研究組關(guān)注的是預(yù)測(cè)過(guò)程中的不同環(huán)節(jié)，他們描述的大致是同一原理：對(duì)一個(gè)自閉癥患者,，世界從來(lái)都讓人驚奇,。“這是在自閉癥患者中很常見(jiàn)的描述，”熊谷說(shuō),?！跋鄬?duì)于擁有普通神經(jīng)系統(tǒng)的人，他們有被頻繁驚奇的傾向,?！蹦撤N程度上，這種世界觀輔助了某些學(xué)習(xí),。舉個(gè)例子,，研究顯示自閉癥人群在需要持續(xù)注意細(xì)節(jié)的任務(wù)中做得更好，比如大家來(lái)找茬（Joseph et al. 2009）和辨音（Bonnel et al. 2006）,。同時(shí),，他們也更不容易看出視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（Mitchell et al. 2010）和多感覺(jué)錯(cuò)覺(jué)（Stevenson et al. 2014），這些錯(cuò)覺(jué)都源于感知系統(tǒng)的強(qiáng)烈預(yù)期,。

然而持續(xù)處于覺(jué)知狀態(tài)很累人,，“你永遠(yuǎn)被自己的感覺(jué)系統(tǒng)奴役?！备ダ锼诡D這樣描述,。自閉癥患者給日常事物分配太多注意力，這可以解釋他們?yōu)楹纬３?bào)告感官過(guò)載,。一些患者說(shuō)他們一直能意識(shí)到臺(tái)燈的嗡嗡聲和空調(diào)的隆隆聲,。研究還顯示他們對(duì)重復(fù)刺激適應(yīng)得更慢（Jamal & Sinha, 2017 SfN會(huì)議) 。

還有一個(gè)支持預(yù)測(cè)性編碼模型的證據(jù)：自閉癥患者對(duì)于本身考驗(yàn)預(yù)測(cè)的任務(wù),，例如接球,，很不擅長(zhǎng)。應(yīng)付世界上最不可預(yù)測(cè)的東西——人類時(shí),，問(wèn)題更被放大了,。要預(yù)測(cè)一個(gè)人在特定情境下會(huì)做什么，你需要根據(jù)這個(gè)人或者類似這樣的人在不同情況做過(guò)什么來(lái)作推測(cè),。這對(duì)任何人都很困難,，但對(duì)自閉癥患者尤其困難,。“舉個(gè)常見(jiàn)的例子,，（自閉癥患者）難以將情境A學(xué)習(xí)到的社會(huì)互動(dòng)用到情境B,。”利普金說(shuō),。缺乏預(yù)測(cè)能力會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的焦慮,，這在自閉癥譜系患者也是常見(jiàn)問(wèn)題。自閉癥的一些癥狀,，例如對(duì)慣例的偏好,，可以被理解為是一種應(yīng)對(duì)焦慮的表現(xiàn)（Van de Cruys, 2014, Psych Rev. ）?！爱?dāng)你看到他們重復(fù)做一些動(dòng)作時(shí),，大多數(shù)時(shí)候他們是在積極地逃避，遠(yuǎn)離自然世界的復(fù)雜性,?！北壤麜r(shí)魯汶大學(xué)的Sander van de Cruys說(shuō)。

除了為自閉癥的一系列特征作出解釋,，預(yù)測(cè)性編碼可能還能幫助我們理解自閉癥和精神分裂癥之間令人困惑的聯(lián)系,。這個(gè)理論，在某種程度上將精神分裂癥看成自閉癥的鏡像,。自閉癥中,，感覺(jué)信號(hào)推翻了腦中的模型；精神分裂癥中,，模型勝過(guò)了感官,。

讓我們看看精神分裂癥獨(dú)特的癥狀：聽(tīng)覺(jué)言語(yǔ)幻覺(jué)（幻聽(tīng)出說(shuō)話聲）。去年,，耶魯大學(xué)的菲利普·科利特（Philip Corlett）和同事通過(guò)誘導(dǎo)這種幻覺(jué)的弱化版本,，研究了它的起源（Powers, Mathys & Corlett, 2017, Science）。他們招募了30位有幻聽(tīng)癥狀（匯報(bào)每天聽(tīng)到說(shuō)話聲,，其中一半被診斷患精神?。┖?9位沒(méi)有幻聽(tīng)癥狀的人，并且借鑒了俄羅斯生理學(xué)家伊萬(wàn)·巴甫洛夫的方法：在給被試展示棋盤(pán)圖像的同時(shí)播放一個(gè)純音,，讓他們預(yù)期兩者會(huì)同時(shí)發(fā)生,。隨后研究者不再播放純音。不幻聽(tīng)的被試很快發(fā)現(xiàn)了變化,，但是傾向于幻聽(tīng)的被試則有更可能仍舊認(rèn)為自己聽(tīng)見(jiàn)了純音,。研究組從預(yù)測(cè)性編碼的角度理解了結(jié)果。“有聽(tīng)覺(jué)言語(yǔ)幻覺(jué)的人對(duì)實(shí)驗(yàn)中的兩種刺激之間的關(guān)系有非常,，非常嚴(yán)格的期望,，以至于憑空構(gòu)造了感覺(jué),，” 科利特說(shuō)，“這讓他們聽(tīng)到了實(shí)際上沒(méi)有放給你聽(tīng)的聲音,?！?/span>

自閉癥在某些方面和精神分裂癥很像,，科利特說(shuō),。盡管聽(tīng)見(jiàn)說(shuō)話聲不算常見(jiàn)，自閉癥譜系人士中產(chǎn)生妄想的比例卻不低（妄想指的是被所有證據(jù)駁斥仍堅(jiān)持的錯(cuò)誤信念,，例如自己被外星人或超自然力量操縱）,。科利特認(rèn)為這些妄想的產(chǎn)生，是因?yàn)楦杏X(jué)信息被賦予了太多信任,，繼而在腦中植入了一套新的信念,，并固定了下來(lái)。

展望

預(yù)測(cè)性編碼還沒(méi)有解釋自閉癥中的一切,。例如,，是什么導(dǎo)致了自閉癥大腦在獲得經(jīng)驗(yàn)后不及時(shí)調(diào)低預(yù)測(cè)精確度？是哪一環(huán)出了錯(cuò)：是預(yù)測(cè),、感覺(jué)輸入,、兩者的比較還是利用兩者差距更新模型的那一步？研究者們還在調(diào)查,。還有,，有哪些預(yù)測(cè)受到自閉癥的影響，是所有預(yù)測(cè),，還是特定種類的預(yù)測(cè),？大腦的預(yù)測(cè)發(fā)生在不同層次和時(shí)間尺度上，自閉癥患者在其中許多尺度上都做得不錯(cuò),。

一些研究者依然對(duì)疾病根源持懷疑態(tài)度,，認(rèn)為自閉癥不一定是預(yù)測(cè)的問(wèn)題。同樣在耶魯?shù)男睦韺W(xué)家詹姆斯·麥克帕特蘭（James McPartland）表示,，他依然偏愛(ài)更關(guān)注社交病征的解釋,。如果只用一個(gè)特征來(lái)描繪自閉癥，那只能是社交困難,，他說(shuō),，研究者應(yīng)該把關(guān)注點(diǎn)放在與他人互動(dòng)的精神機(jī)制上，比如說(shuō)面部識(shí)別,。“我們對(duì)大腦處理面部信息的腦區(qū)是清楚的,，”他說(shuō)。他還質(zhì)疑預(yù)測(cè)性編碼模型弄錯(cuò)了因果：不是預(yù)測(cè)本身的問(wèn)題導(dǎo)致了社交困難,，而有可能反過(guò)來(lái)——大腦的許多預(yù)測(cè)能力可能來(lái)自社會(huì)接觸,?！吧缃恍畔?huì)不會(huì)是預(yù)測(cè)性編碼正常發(fā)育所需的關(guān)鍵信息？”他說(shuō),。

預(yù)測(cè)性編碼的研究者自己也承認(rèn),，他們才剛剛開(kāi)始在自閉癥中測(cè)試自己的理論?！澳切┳钤绲恼撐?，只是講了些‘不過(guò)是那樣’的故事，是事后分析——解釋已經(jīng)收集到的數(shù)據(jù),，”勞森說(shuō),。但她和其他人也已經(jīng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，試圖更確切地探測(cè)預(yù)測(cè)機(jī)制,。許多實(shí)驗(yàn)涉及了聯(lián)想學(xué)習(xí)（associative-learning）任務(wù),，其中參與者需要總結(jié)出一系列圖像和其它刺激之間的規(guī)律。時(shí)不時(shí)地,，實(shí)驗(yàn)者會(huì)改變這個(gè)規(guī)律,，改變的效果在一開(kāi)始不容易察覺(jué)，隨后實(shí)驗(yàn)者觀察參與者多快能意識(shí)到規(guī)律的改變,。

ALEXANDER GLANDIEN

譬如說(shuō)去年,，勞森和她的同事就招募了20個(gè)自閉癥患者和25個(gè)普通人。他們給參與者播放一個(gè)高音或一個(gè)低音,，并展示一張臉或者一個(gè)房子的圖片,。然后要求參與者按下對(duì)應(yīng)“房子”或“臉”的按鈕。一開(kāi)始,，高音預(yù)示了之后有84%的可能性是房子,，隨后規(guī)律變成了低音對(duì)應(yīng)84%的房子，最后,，高低音分別對(duì)應(yīng)兩種圖片50%的可能性,。對(duì)照組（普通人）在期望被違反到一定程度，讓他們認(rèn)定規(guī)則已經(jīng)改變時(shí),，會(huì)放慢速度,；而患有自閉癥的參與者則以更加均衡的速率按鍵，而且總體上按鍵比對(duì)照組慢,。（Lawson, Mathys & Rees, 2017, Nat Neurosci. ）研究者總結(jié)認(rèn)為對(duì)自閉癥患者來(lái)說(shuō),，每次偏離期望——比如說(shuō)在高音之后臉更多的情況下，出現(xiàn)了高音-房子——都是規(guī)律改變的表現(xiàn),，而普通人則傾向于將頭幾次偏離視為偶然而不在意,。

對(duì)大約一半的參與者，研究者還測(cè)量了瞳孔大小,，因?yàn)橥讜?huì)因去甲腎上腺素（norepinephrine）而擴(kuò)張,。而去甲腎上腺素被認(rèn)為是編碼預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度（precision）的化學(xué)分子之一,。對(duì)結(jié)果的理解不很直接，因?yàn)槊總€(gè)人都遵循略微不同的學(xué)習(xí)曲線,，形成不同的期望,。為了判斷一個(gè)事件是否會(huì)違反期望，研究者只能給每個(gè)人的反應(yīng)模式單獨(dú)建模,。最后的要點(diǎn)是自閉癥患者的瞳孔似乎一直處于一觸即發(fā)的狀態(tài),。“不像我們會(huì)適應(yīng)性地去為應(yīng)該驚訝的東西而驚訝，自閉癥患者似乎對(duì)所有東西都有輕微的驚訝,?！哉f(shuō),，這像是,，嗯，這有點(diǎn)驚人,，啊,，那也有點(diǎn)驚人，這個(gè)也驚人,，那個(gè)也驚人,。”勞森說(shuō),。

將預(yù)測(cè)性編碼理論放在計(jì)算機(jī)模型,，甚至機(jī)器人中實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)有吸引力的方案。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以被當(dāng)作數(shù)字小白鼠,，來(lái)測(cè)試我們有關(guān)大腦功能的理論,。研究者可以改變模型中的參數(shù)，看神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是否能重現(xiàn)自閉癥,、精神分裂癥等各種精神病的癥狀,。2012年，計(jì)算科學(xué)家谷淳（Jun Tani）和一個(gè)同事給機(jī)器人編程,，來(lái)模擬精神分裂癥（Yamashita & Tani, 2012, PLOS One）,。通過(guò)在機(jī)器人控制器的計(jì)算中加入噪音，他們讓它錯(cuò)誤地計(jì)算期望和感覺(jué)輸入之間的差距,。這個(gè)偽造的誤差——你可以說(shuō)是機(jī)器人幻覺(jué),，如果愿意的話——沿著機(jī)器人的認(rèn)知層級(jí)向上傳播，并破壞了它操作的穩(wěn)定性,。“這個(gè)機(jī)器人表現(xiàn)出了紊亂的行為,。”谷說(shuō),，他現(xiàn)在是日本沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（Okinawa Institute of Science and Technology）的教授,。他和另一些人一起,，正開(kāi)始用這個(gè)方法將預(yù)測(cè)性編碼推廣到自閉癥研究中。

如果預(yù)測(cè)性編碼確實(shí)是解釋自閉癥的模型,，它也可以為新的治療方案給出方向,。“不同的自閉癥兒童可能會(huì)在預(yù)測(cè)鏈的不同部分表現(xiàn)出異常，”哈瓦爾斯卡說(shuō),。這些不同可能對(duì)應(yīng)一系列臨床治療,。當(dāng)她與自閉癥孩子的家長(zhǎng)會(huì)面時(shí)，她用“預(yù)測(cè)”的概念來(lái)幫助他們理解孩子對(duì)世界的體驗(yàn),，告訴他們：“你們的孩子只是非常難理解下一秒會(huì)發(fā)生什么罷了,。這是他們必須經(jīng)歷的，特別是在他們特別特別小的時(shí)候,。他們聯(lián)系各個(gè)事件時(shí)的苦惱和困難只是他們不知道這些事件該被整合到哪里,。”

即使不能提供別的治療,，預(yù)測(cè)性編碼的想法也可以為一些年輕人提供他們渴求的啟示——就像綾屋在她十幾歲時(shí)渴求的那樣,。“我注意到了我和其他孩子的不同,，然后我想,，為什么會(huì)這樣？”她回憶道?，F(xiàn)在成年了,，她說(shuō)自己的焦慮已經(jīng)減輕了，不僅僅因?yàn)樗龑?duì)自己的認(rèn)識(shí)加深了,，也因?yàn)樗耐楹团笥驯憩F(xiàn)出的意識(shí),。通常，和她待在一起的人都知道她的情況,。她說(shuō)：“他們了解我,。（因此）我可以更輕松地問(wèn)出‘我覺(jué)得剛剛那個(gè)讓我感到驚訝，不過(guò)對(duì)你來(lái)說(shuō)那并不是,，是嗎,？’”