Inter-brain synchrony (IBS) observed in real-time dyadic interactions, including parent-infant exchanges, suggests that two agents can align their internal representations through interaction. Yet computational accounts of how such alignment can arise between agents that have only local sensory access and asymmetric internal knowledge remain underdeveloped. We propose a constructive model of parent-infant homeostatic co-regulation that integrates a POMDP formulation of active interoceptive inference with the Metropolis-Hastings Naming Game (MHNG) derived from the Collective Predictive Coding (CPC) hypothesis. In our model, the parent and infant agents agree on homeostatic regulatory actions for the infant's visceral state through a shared communicative variable generated by a locally computable Metropolis-Hastings probability. The parent observes the infant through body-generated exteroceptive cues, whereas the infant directly senses its own visceral state through interoception. This difference in access modality is implemented as asymmetric generative-model knowledge: the parent knows how actions transform visceral states but must learn what the infant's bodily cues indicate, whereas the infant perceives its visceral state directly but must learn how actions affect it. We quantify the degree of representational alignment using the Jensen-Shannon divergence between the two agents' latent representations. Notably, this synchrony emerged far earlier than the generative-model convergence and was maintained despite heterogeneous generative-model knowledge, indicating that it does not require fully shared world models. These findings support CPC as a candidate computational framework for explaining how dynamic representational synchrony relevant to IBS can emerge through local interactions.


翻译:实时二元交互(包括亲子交流)中观察到的脑间同步现象表明,两个智能体可通过互动实现内部表征对齐。然而,关于仅具有局部感知通道和不对称内部知识的智能体如何实现这种对齐的计算机制尚未充分发展。本文提出一种整合主动内感受推理的部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)公式与基于集体预测编码(CPC)假设的梅特罗波利斯-黑斯廷斯命名博弈(MHNG)的亲子内稳态协同调控建构模型。在该模型中,父母与子代智能体通过局部可计算的梅特罗波利斯-黑斯廷斯概率生成的共享通信变量,就子代内脏状态的内稳态调控策略达成共识。父母通过身体产生的外部感受线索观察子代,而子代通过内感受直接感知自身内脏状态。这种感知模态差异通过非对称生成模型知识实现:父母知晓动作如何转换内脏状态,但需学习子代身体线索的含义;而子代则直接感知内脏状态,但需学习动作对其的影响。我们使用两个智能体潜在表征间的詹森-香农散度量化表征对齐程度。值得注意的是,这种同步性在生成模型收敛前便已出现,并在异质性生成模型知识背景下得以维持,表明其无需完全共享的世界模型。这些发现支持CPC作为解释与脑间同步相关的动态表征同步如何通过局部互动涌现的候选计算框架。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】学习视觉-语言表示以实现多模态理解
专知会员服务
28+阅读 · 2025年2月8日
多智能体协同决策方法研究
专知会员服务
134+阅读 · 2022年12月15日
多模态认知计算
专知会员服务
182+阅读 · 2022年9月16日
ACL 2019开源论文 | 基于Attention的知识图谱关系预测
情感计算综述
人工智能学家
34+阅读 · 2019年4月6日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
基于车路协同的群体智能协同
智能交通技术
10+阅读 · 2019年1月23日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
36+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
55+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
5+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
36+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
55+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员