Введение
Память не представляет собой единой научной загадки; их много. Нейробиологи и психологи пришли к выводу, что в нашем мозгу сосуществуют различные типы памяти: эпизодические воспоминания о прошлом опыте, семантические воспоминания о фактах, краткосрочные и долгосрочные воспоминания и многое другое. Они часто имеют разные характеристики и даже кажутся расположенными в разных частях мозга. Но никогда не было ясно, какая особенность памяти определяет, как и почему ее следует сортировать таким образом.
Теперь новая теория, подкрепленная экспериментами с использованием искусственных нейронных сетей, предполагает, что мозг может сортировать воспоминания, оценивая, насколько вероятно, что они будут полезны в качестве ориентиров в будущем. В частности, это предполагает, что многие воспоминания о предсказуемых вещах, начиная от фактов и заканчивая полезным повторяющимся опытом (например, о том, что вы регулярно едите на завтрак или идете на работу), сохраняются в неокортексе мозга, где они могут способствовать обобщениям о мире. Воспоминания, которые вряд ли могут оказаться полезными (например, вкус того уникального напитка, который вы выпили на той вечеринке), хранятся в банке памяти в форме морского конька, называемом гиппокампом. Такое активное разделение воспоминаний на основе их полезности и обобщаемости может повысить надежность воспоминаний, помогая нам ориентироваться в новых ситуациях.
Авторы новой теории — нейробиологи Вэйнань Сан и Джеймс Фицджеральд исследовательского кампуса Джанелия Медицинского института Говарда Хьюза, Эндрю Сакс из Университетского колледжа Лондона и их коллеги — описали это в недавняя статья in Nature Neuroscience. Он обновляет и расширяет устоявшуюся идею о том, что мозг имеет две связанные, дополняющие друг друга системы обучения: гиппокамп, который быстро кодирует новую информацию, и неокортекс, который постепенно интегрирует ее для долгосрочного хранения.
Джеймс Макклелланд, когнитивный нейробиолог из Стэнфордского университета, который первым выдвинул идею дополнительных систем обучения памяти, но не участвовал в новом исследовании, заметил, что оно «затрагивает аспекты обобщения», о которых его собственная группа не думала, когда предлагала теорию в середина 1990-х годов.
Введение
Ученые признали, что формирование памяти представляет собой многоэтапный процесс, по крайней мере, с начала 1950-х годов, отчасти на основе исследований пациента по имени Генри Молисон, десятилетиями известного в научной литературе только как HM, поскольку он страдал от неконтролируемых припадков, возникших в его гиппокампе. хирурги лечили его, удалив большую часть этой структуры мозга. После этого пациент во многих отношениях выглядел вполне нормальным: его словарный запас был нетронутым; он сохранил свои детские воспоминания и другие подробности своей жизни до операции. Однако он всегда забывал о медсестре, которая заботилась о нем. В течение десяти лет, пока она заботилась о нем, ей приходилось каждое утро представляться заново. Он полностью утратил способность создавать новые долговременные воспоминания.
Симптомы Молейсона помогли ученым обнаружить, что новые воспоминания сначала формируются в гиппокампе, а затем постепенно передаются в неокортекс. Некоторое время считалось, что это происходит со всеми стойкими воспоминаниями. Однако как только исследователи начали видеть Все большее число Из примеров воспоминаний, которые оставались зависимыми от гиппокампа в долгосрочной перспективе, стало ясно, что происходит нечто иное.
Чтобы понять причину этой аномалии, авторы новой статьи обратились к искусственным нейронным сетям, поскольку функция миллионов переплетенных нейронов в мозге непостижимо сложна. Эти сети представляют собой «приблизительную идеализацию биологических нейронов», но они намного проще, чем реальная вещь, сказал Сакс. Как и живые нейроны, они имеют слои узлов, которые получают данные, обрабатывают их, а затем предоставляют взвешенные выходные данные другим уровням сети. Подобно тому, как нейроны влияют друг на друга через свои синапсы, узлы в искусственных нейронных сетях корректируют уровни своей активности на основе входных данных от других узлов.
Команда связала три нейронные сети с различными функциями, чтобы разработать вычислительную структуру, которую они назвали моделью учитель-тетрадь-ученик. Сеть учителей представляла собой среду, в которой мог оказаться организм; это обеспечило вклад опыта. Сеть блокнотов представляла собой гиппокамп, быстро кодирующий все детали каждого опыта, полученного учителем. Студенческая сеть тренировалась по шаблонам учителя, сверяясь с тем, что было записано в тетради. «Цель модели студента — найти нейроны — узлы — и изучить связи, [описывающие], как они могут восстановить свою модель активности», — сказал Фицджеральд.
Повторяющиеся повторы воспоминаний из сети записных книжек привели студенческую сеть к общей схеме посредством исправления ошибок. Но исследователи также заметили исключение из правила: если студента обучали слишком большому количеству непредсказуемых воспоминаний — шумных сигналов, которые слишком сильно отличались от остальных, — это ухудшало способность студента запоминать обобщенную модель.
С логической точки зрения «это имеет большой смысл», — сказал Сан. Представьте себе, что вы получаете посылки у себя дома, объяснил он: если в посылке есть что-то полезное на будущее, «например, кофейные кружки и посуда», разумно принести это в свой дом и хранить там постоянно. Но если в посылке находится костюм Человека-Паука для вечеринки в честь Хэллоуина или брошюра на распродажу, не нужно захламлять ею дом. Эти предметы можно хранить отдельно или выбросить.
Исследование демонстрирует интересную конвергенцию между системами, используемыми в искусственном интеллекте, и системами, используемыми для моделирования мозга. Это тот случай, когда «теория этих искусственных систем дала некоторые новые концептуальные идеи для размышлений о воспоминаниях в мозге», — сказал Сакс.
Есть параллели, например, с тем, как работают компьютеризированные системы распознавания лиц. Они могут начать с предложения пользователям загружать свои изображения в высоком разрешении под разными углами. Связи внутри нейронной сети могут собрать воедино общее представление о том, как выглядит лицо под разными углами и с разными выражениями. Но если вы загрузите фотографию, «содержащую лицо вашего друга, система не сможет определить предсказуемое сопоставление лиц между ними», — сказал Фицджеральд. Это вредит обобщению и делает систему менее точной при распознавании нормального лица.
Эти изображения активируют определенные входные нейроны, а затем активность течет по сети, регулируя веса соединений. При наличии большего количества изображений модель дополнительно корректирует веса соединений между узлами, чтобы минимизировать ошибки вывода.
Но то, что опыт необычен и не укладывается в обобщение, не означает, что его следует отбросить и забыть. Напротив, может быть жизненно важно помнить исключительный опыт. Вероятно, именно поэтому мозг сортирует свои воспоминания по разным категориям, которые хранятся отдельно: неокортекс используется для надежных обобщений, а гиппокамп — для исключений.
Подобные исследования повышают осведомленность об «ошибочности человеческой памяти», сказал Макклелланд. Память — ограниченный ресурс, и биологии пришлось пойти на компромисс, чтобы наилучшим образом использовать ограниченные ресурсы. Даже гиппокамп не содержит полной записи переживаний. Каждый раз, когда вспоминается опыт, веса соединений в сети меняются, в результате чего элементы памяти становятся более усредненными. Это поднимает вопросы об обстоятельствах, при которых «показания очевидцев [могут] быть защищены от предвзятости и влияния неоднократных нападений запросов», сказал он.
Модель может также дать представление о более фундаментальных вопросах. «Как нам накопить надежные знания и принять обоснованные решения?» сказал Джеймс Энтони, нейробиолог из Калифорнийского политехнического государственного университета, не принимавший участия в исследовании. Это показывает важность оценки воспоминаний для получения надежных прогнозов — большое количество зашумленных данных или ненадежной информации может быть столь же непригодным для обучения людей, как и для обучения моделей ИИ.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- ЧартПрайм. Улучшите свою торговую игру с ChartPrime. Доступ здесь.
- Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
- Источник: https://www.quantamagazine.org/the-usefulness-of-a-memory-guides-where-the-brain-saves-it-20230830/
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- ][п
- $UP
- a
- способность
- О нас
- точный
- активно
- деятельность
- AI
- AI модели
- Все
- причислены
- всегда
- an
- и
- появившийся
- приблизительный
- МЫ
- искусственный
- искусственный интеллект
- AS
- аспекты
- предполагается,
- At
- Авторы
- осведомленность
- прочь
- со спинкой
- Банка
- основанный
- основа
- BE
- стали
- , так как:
- было
- до
- начинать
- за
- ЛУЧШЕЕ
- между
- смещение
- биология
- Мозг
- Завтрак
- приносить
- строить
- но
- by
- Калифорния
- под названием
- Кампус
- CAN
- заботится
- категории
- Причинение
- изменения
- характеристика
- обстоятельства
- Очистить
- Кофе
- познавательный
- коллеги
- Колледж
- как
- дополнительный
- полностью
- сложный
- скомпрометированы
- концепция
- концептуальный
- связи
- Коммутация
- консалтинг
- содержать
- содержит
- вопреки
- способствовать
- Сближение
- может
- Создайте
- данным
- десятилетие
- десятилетия
- решения
- зависимый
- описано
- подробнее
- определяет
- развивать
- отклонился
- различный
- обнаружить
- do
- приносит
- не
- Напиток
- в течение
- каждый
- Рано
- есть
- элементы
- еще
- занятых
- Окружающая среда
- ошибка
- ошибки
- оценки
- Даже
- Каждая
- пример
- Примеры
- исключение
- исключительный
- раскрываться
- опыт
- Впечатления
- Эксперименты
- объяснены
- выражения
- Face
- лицевой
- распознавания лиц
- Факты
- далеко
- Особенность
- Найдите
- Во-первых,
- соответствовать
- Фитцджеральд
- Потоки
- Что касается
- образование
- сформированный
- Рамки
- друг
- от
- функция
- Функции
- фундаментальный
- далее
- будущее
- Общие
- получить
- цель
- будет
- постепенно
- группы
- Гиды
- было
- Хэллоуин
- происходить
- произошло
- Есть
- he
- помог
- помощь
- Генри
- высокой четкости
- его
- его
- Главная
- Вилла / Бунгало
- Как
- Однако
- HTTPS
- человек
- Людей
- идея
- идеи
- определения
- if
- изображений
- картина
- значение
- важную
- in
- повлиять
- информация
- сообщил
- вход
- затраты
- размышления
- пример
- Институт
- Интегрируется
- Интеллекта
- интересный
- в
- вводить
- вовлеченный
- IT
- пункты
- ЕГО
- саму трезвость
- всего
- Сохранить
- хранится
- Вид
- знания
- известный
- слоев
- УЧИТЬСЯ
- изучение
- наименее
- Меньше
- уровни
- ЖИЗНЬЮ
- такое как
- Вероятно
- Ограниченный
- связанный
- литература
- жизнью
- расположенный
- логический
- Лондон
- Длинное
- долгосрочный
- ВЗГЛЯДЫ
- потерянный
- серия
- журнал
- сделать
- ДЕЛАЕТ
- многих
- отображение
- Май..
- значить
- основным медицинским
- памяти
- Память
- середине
- может быть
- миллионы
- модель
- моделирование
- Модели
- БОЛЕЕ
- утро
- самых
- много
- Тайна
- Названный
- Откройте
- Необходимость
- сеть
- сетей
- нейронной сети
- нейронные сети
- Нейроны
- никогда
- Новые
- NIH
- нет
- узлы
- "обычные"
- ноутбук
- роман
- of
- предлагают
- .
- on
- консолидировать
- ONE
- только
- Оптимизировать
- or
- порожденный
- Другое
- наши
- внешний
- выходной
- собственный
- пакет
- пакеты
- бумага & картон
- Parallels
- часть
- особый
- части
- вечеринка
- мимо
- пациент
- шаблон
- паттеранами
- ИДЕАЛЬНОЕ
- постоянно
- Фото
- кусок
- впервые
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- предсказуемый
- Predictions
- процесс
- предложило
- предлагает
- защищенный
- обеспечивать
- при условии
- приводит
- Запросы
- Вопросы
- повышения
- ранжирование
- быстро
- реальные
- причина
- разумный
- Получать
- получение
- последний
- признание
- признавать
- признанный
- признавая
- запись
- записанный
- повторяющихся
- регулярно
- надежность
- складская
- остались
- заметил
- помнить
- удаление
- повторный
- представлять
- представленный
- исследованиям
- исследователи
- ресурс
- Полезные ресурсы
- ОТДЫХ
- Правило
- Сказал
- sale
- научный
- Ученые
- видя
- казаться
- кажется
- смысл
- она
- должен
- Шоу
- сигналы
- простой
- с
- одинарной
- обстоятельства
- некоторые
- удалось
- конкретный
- точка зрения
- Стэнфорд
- Стэнфордский университет
- и политические лидеры
- Область
- диск
- хранить
- Структура
- "Студент"
- исследования
- Кабинет
- пострадали
- Предлагает
- Вс
- Хирургия
- симптомы
- Синапсы
- система
- системы
- с
- вкус
- команда
- срок
- свидетельство
- чем
- который
- Ассоциация
- Будущее
- мир
- их
- Их
- сами
- тогда
- теория
- Там.
- Эти
- они
- задача
- вещи
- think
- этой
- те
- мысль
- три
- Через
- время
- в
- вместе
- слишком
- специалистов
- Обучение
- переданы
- Оказалось
- два
- Типы
- не в состоянии
- под
- понимать
- созданного
- Университет
- непредсказуемый
- Updates
- us
- использование
- используемый
- пользователей
- через
- законопроект
- Путь..
- we
- WebP
- были
- Что
- когда
- , которые
- в то время как
- КТО
- зачем
- широко
- в
- Работа
- Мир
- Ты
- ВАШЕ
- зефирнет