燒掉 15 顆神經元,老鼠照樣拿得到水,卻從此變成了 NPC:大腦的「身體感」原來一直在做卡爾曼濾波
故事的開頭是這樣的:半夜兩點,你口渴醒來,決定不開燈,摸黑去廚房倒水。 你其實是在做兩件事。第一件是預測:你記得床到門口大概幾步、門把在腰的高度,所以腳還沒踩下去,腦子已經先「算好」手應該會在哪裡。第二件是修正:手指碰到牆、碰到冰箱門,你就順手把剛剛的猜測拉回來一點。 真正有意思的,是這兩件事要怎麼分配比重。怎麼說? 現在,讓我們來講個暗夜驚悚情節: 當你不經意的一摸,猛然發現你平日再熟悉不過的牆,此時摸起來,怎麼跟記憶不一樣時,一股無以名狀的恐懼與不適,順著原始的本能從無邊的黑暗之中爬上你的脊椎與後頸。就在這個 moment,你要信記憶,還是信手指?(本文為科普性質,這邊假設 SAN 值沒有歸零、沒有提供「你要信古神」這種超自然的選項。)信太多記憶,你會一頭撞上上個月才搬過來的書架;信太多手指,你會被每一個凸起的插座嚇得原地重新規劃人生。 摸黑也走得到廚房,靠的是大腦的本體感(proprioception):不用眼睛看,也知道自己的手腳在哪、往哪動。那它到底在算什麼?我們同系列上一篇文有提到,2024 年瑞士洛桑聯邦理工學院與美國西北大學的團隊的研究,結論是本體感在算的,就是「手現在在哪、跑多快」。但還沒完!請各位不要以為問題已經完全解完準備關閉這篇文章,想想看,知道「在算什麼」之後,當然還有下一個問題:那到底這個本體感的真身究竟是誰?誰在算?算的又是哪一步? 本篇要講的主角就是 2026 年 7 月,瑞士弗里堡大學 Mario Prsa 實驗室在 Current Biology 給了一個相當漂亮的答案:他們在小鼠的初級體感覺皮質(S1)裡,找到一小群負責「決定要多相信感覺」的神經元,並且如果我們用工程師的話來形容,那就是在算一個「卡爾曼增益」。 一、摸黑倒水的數學:卡爾曼增益是一個「信任度調節閥」 先把廚房翻譯成數學。控制理論裡有一個經典架構叫最佳回饋控制(Optimal Feedback Control,OFC),它把「動一隻手」分拆成三個零件: 1. 控制器:根據「我現在估計手在哪」下指令。 2. 內部前向模型:根據剛下的指令,預測手下一刻會跑到哪。 3. 狀態估計器:把預測和感覺回饋混在一起,得出「手現在在哪」的最佳猜測。 其中第三個零件的核心就是這條式子: x̂ = x* + K ( y − Ĥ x* ) x* 是內部預測,y 是感覺回饋,括號裡是「感覺...





