Новинки в «Моих статьях»
Иерархические системы в которые мы впаяны
Мои чувства как МОЯ ценность
Шесть этапов формирования моей картины мира
Свежие зарисовки
О пределах психотерапии
Роль стыда в твоей жизни
Пусть будет много песен разных!
Новинки в «Статьях других авторов»
Гештальт-терапия как практическая философия
Критерии выбора быть человеком
Великолепие внутри нас
Логика мышления - Психотерапевт Александр Вакуров. Форум.
IPBIPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

> Логика мышления
Александр Вакуров
сообщение 3.7.2014, 15:19
Сообщение #1


Хозяин форума
Group Icon

Группа: Главные администраторы
Сообщений: 26 548
Регистрация: 7.9.2006
Из: Иваново
Пользователь №: 1



Логика мышления. Часть 1. Нейрон
Биоинформатика, Искусственный интеллект, Программирование*

Алексей Редозубов

Цитата

Года полтора назад я выкладывал на Хабр цикл видеолекций с моим видением того как работает мозг и каковы возможные пути создания искусственного интеллекта. За прошедшее с тех пор время удалось существенно продвинуться вперед. Что-то получилось глубже понять, что-то удалось смоделировать на компьютере. Что приятно, появились единомышленники, активно участвующие в работе над проектом.

В настоящем цикле статей планируется рассказать о той концепции интеллекта над которой мы сейчас работаем и продемонстрировать некоторые решения, являющиеся принципиально новыми в сфере моделирования работы мозга. Но чтобы повествование было понятным и последовательным оно будет содержать не только описание новых идей, но и рассказ о работе мозга вообще. Какие-то вещи, особенно в начале, возможно покажутся простыми и общеизвестными, но я бы советовал не пропускать их, так как они во многом определяют общую доказательность повествования.


Общее представление о мозге


Нервные клетки, они же нейроны, вместе со своими волокнами, передающими сигналы, образуют нервную систему. У позвоночных основная часть нейронов сосредоточена в полости черепа и позвоночном канале. Это называется центральной нервной системой. Соответственно, выделяют головной и спинной мозг как ее составляющие.

Спинной мозг собирает сигналы от большинства рецепторов тела и передает их в головной мозг. Через структуры таламуса они распределяются и проецируются на кору больших полушарий головного мозга.

Проекция информации на кору
Проекция информации на кору

Кроме больших полушарий обработкой информации занимается еще и мозжечок, который, по сути, является маленьким самостоятельным мозгом. Мозжечок обеспечивает точную моторику и координацию всех движений.

Зрение, слух и обоняние обеспечивают мозг потоком информации о внешнем мире. Каждая из составляющих этого потока, пройдя по своему тракту, также проецируется на кору. Кора – это слой серого вещества толщиной от 1.3 до 4.5 мм, составляющий наружную поверхность мозга. За счет извилин, образованных складками, кора упакована так, что занимает в три раза меньшую площадь, чем в расправленном виде. Общая площадь коры одного полушария – приблизительно 7000 кв.см.

В итоге все сигналы проецируются на кору. Проекция осуществляется пучками нервных волокон, которые распределяются по ограниченным областям коры. Участок, на который проецируется либо внешняя информация, либо информация с других участков мозга образует зону коры. В зависимости от того, какие сигналы на такую зону поступают, она имеет свою специализацию. Различают моторную зону коры, сенсорную зону, зоны Брока, Вернике, зрительные зоны, затылочную долю, всего около сотни различных зон.


Зоны коры
Зоны коры

В вертикальном направлении кору принято делить на шесть слоев. Эти слои не имеют четких границ и определяются по преобладанию того или иного типа клеток. В различных зонах коры эти слои могут быть выражены по-разному, сильнее или слабее. Но, в общем и целом, можно говорить о том, что кора достаточно универсальна, и предполагать, что функционирование разных ее зон подчиняется одним и тем же принципам.


Слои коры

По афферентным волокнам сигналы поступают в кору. Они попадают на III, IV уровень коры, где распределяются по близлежащим к тому месту, куда попало афферентное волокно, нейронам. Большая часть нейронов имеет аксонные связи в пределах своего участка коры. Но некоторые нейроны имеют аксоны, выходящие за ее пределы. По этим эфферентным волокнам сигналы идут либо за пределы мозга, например, к исполнительным органам, или проецируются на другие участки коры своего или другого полушария. В зависимости от направления передачи сигналов эфферентные волокна принято делить на:
ассоциативные волокна, которые связывают отдельные участки коры одного полушария;
комиссуральные волокна, которые соединяют кору двух полушарий;
проекционные волокна, которые соединяют кору с ядрами низших отделов центральной нервной системы.

Если взять направление, перпендикулярное поверхности коры, то замечено, что нейроны, располагающиеся вдоль этого направления, реагируют на схожие стимулы. Такие вертикально расположенные группы нейронов, принято называть кортикальными колонками.

Можно представить себе кору головного мозга как большое полотно, раскроенное на отдельные зоны. Картина активности нейронов каждой из зон кодирует определенную информацию. Пучки нервных волокон, образованные аксонами, выходящими за пределы своей зоны коры, формируют систему проекционных связей. На каждую из зон проецируется определенная информация. Причем на одну зону может поступать одновременно несколько информационных потоков, которые могут приходить как с зон своего, так и противоположного полушария. Каждый поток информации похож на своеобразную картинку, нарисованную активностью аксонов нервного пучка. Функционирование отдельной зоны коры – это получение множества проекций, запоминание информации, ее переработка, формирование собственной картины активности и дальнейшая проекция информации, получившейся в результате работы этой зоны.

Существенный объем мозга – это белое вещество. Оно образовано аксонами нейронов, создающими те самые проекционные пути. На рисунке ниже белое вещество можно увидеть как светлое заполнение между корой и внутренними структурам мозга.


Распределение белого вещества на фронтальном срезе мозга

Используя диффузную спектральную МРТ, удалось отследить направление отдельных волокон и построить трехмерную модель связанности зон коры (проект Connectomics (Коннектом)).

Представление о структуре связей хорошо дают рисунки ниже (Van J. Wedeen, Douglas L. Rosene, Ruopeng Wang, Guangping Dai, Farzad Mortazavi, Patric Hagmann, Jon H. Kaas, Wen-Yih I. Tseng, 2012).


Вид со стороны левого полушария


Вид сзади


Вид справа

Кстати, на виде сзади отчетливо видна асимметрия проекционных путей левого и правого полушария. Эта асимметрия во многом и определяет различия в тех функциях, которые приобретают полушария по мере их обучения.

Нейрон


Основа мозга – нейрон. Естественно, что моделирование мозга с помощью нейронных сетей начинается с ответа на вопрос, каков принцип его работы.

В основе работы реального нейрона лежат химические процессы. В состоянии покоя между внутренней и внешней средой нейрона существует разность потенциалов – мембранный потенциал, составляющий около 75 милливольт. Он образуется за счет работы особых белковых молекул, работающих как натрий-калиевые насосы. Эти насосы за счет энергии нуклеотида АТФ гонят ионы калия внутрь, а ионы натрия — наружу клетки. Поскольку белок при этом действует как АТФ-аза, то есть фермент, гидролизующий АТФ, то он так и называется — «натрий-калиевая АТФ-аза». В результате нейрон превращается в заряженный конденсатор с отрицательным зарядом внутри и положительным снаружи.


Схема нейрона (Mariana Ruiz Villarreal)

Поверхность нейрона покрыта ветвящимися отростками – дендритами. К дендритам примыкают аксонные окончания других нейронов. Места их соединений называются синапсами. Посредством синаптического взаимодействия нейрон способен реагировать на поступающие сигналы и при определенных обстоятельствах генерировать собственный импульс, называемый спайком.

Передача сигнала в синапсах происходит за счет веществ, называемых нейромедиаторами. Когда нервный импульс по аксону поступает в синапс, он высвобождает из специальных пузырьков молекулы нейромедиатора, характерные для этого синапса. На мембране нейрона, получающего сигнал, есть белковые молекулы – рецепторы. Рецепторы взаимодействуют с нейромедиаторами.


Химический синапс

Рецепторы, расположенные в синаптической щели, являются ионотропными. Это название подчеркивает тот факт, что они же являются ионными каналами, способными перемещать ионы. Нейромедиаторы так воздействуют на рецепторы, что их ионные каналы открываются. Соответственно, мембрана либо деполяризуется, либо гиперполяризуется – в зависимости от того, какие каналы затронуты и, соответственно, какого типа этот синапс. В возбуждающих синапсах открываются каналы, пропускающие катионы внутрь клетки, — мембрана деполяризуется. В тормозных синапсах открываются каналы, проводящие анионы, что приводит к гиперполяризации мембраны.

В определенных обстоятельствах синапсы могут менять свою чувствительность, что называется синаптической пластичностью. Это приводит к тому, что синапсы одного нейрона приобретают различную между собой восприимчивость к внешним сигналам.

Одновременно на синапсы нейрона поступает множество сигналов. Тормозящие синапсы тянут потенциал мембраны в сторону накопления заряда внутри клети. Активирующие синапсы, наоборот, стараются разрядить нейрон (рисунок ниже).


Возбуждение (A) и торможение (cool.gif ганглиозной клетки сетчатки (Николлс Дж., Мартин Р., Валлас Б., Фукс П., 2003)

Когда суммарная активность превышает порог инициации, возникает разряд, называемый потенциалом действия или спайком. Спайк – это резкая деполяризация мембраны нейрона, которая и порождает электрический импульс. Весь процесс генерации импульса длится порядка 1 миллисекунды. При этом ни продолжительность, ни амплитуда импульса не зависят от того, насколько были сильны вызвавшие его причины (рисунок ниже).


Регистрация потенциала действия ганглиозной клетки (Николлс Дж., Мартин Р., Валлас Б., Фукс П., 2003)

После спайка ионные насосы обеспечивают обратный захват нейромедиатора и расчистку синаптической щели. В течение рефрактерного периода, наступающего после спайка, нейрон не способен порождать новые импульсы. Продолжительность этого периода определяет максимальную частоту генерации, на которую способен нейрон.

Спайки, которые возникают как следствие активности на синапсах, называют вызванными. Частота следования вызванных спайков кодирует то, насколько хорошо поступающий сигнал соответствует настройке чувствительности синапсов нейрона. Когда поступающие сигналы приходятся именно на чувствительные синапсы, активирующие нейрон, и этому не мешают сигналы, приходящие на тормозные синапсы, то реакция нейрона максимальна. Образ, который описывается такими сигналами, называют характерным для нейрона стимулом.

Конечно, представление о работе нейронов не стоит излишне упрощать. Информация между некоторыми нейронами может передаваться не только спайками, но и за счет каналов, соединяющих их внутриклеточное содержимое и передающих электрический потенциал напрямую. Такое распространение называется градуальным, а само соединение называется электрическим синапсом. Дендриты в зависимости от расстояния до тела нейрона делятся на проксимальные (близкие) и дистальные (удаленные). Дистальные дендриты могут образовывать секции, работающие как полуавтономные элементы. Помимо синаптических путей возбуждения есть внесинаптические механизмы, вызывающие метаботропные спайки. Кроме вызванной активности существует еще и спонтанная активность. И наконец, нейроны мозга окружены глиальными клетками, которые также оказывают существенное влияние на протекающие процессы.

Долгий путь эволюции создал множество механизмов, которые используются мозгом в своей работе. Некоторые из них могут быть поняты сами по себе, смысл других становится ясен только при рассмотрении достаточно сложных взаимодействий. Поэтому не стоит воспринимать сделанное выше описание нейрона как исчерпывающее. Чтобы перейти к более глубоким моделям, нам необходимо сначала разобраться с «базовыми» свойствами нейронов.

В 1952 году Аланом Ллойдом Ходжкином и Эндрю Хаксли были сделаны описания электрических механизмов, которые определяют генерацию и передачу нервного сигнала в гигантском аксоне кальмара (Hodgkin, 1952). Что было оценено Нобелевской премией в области физиологии и медицины в 1963 году. Модель Ходжкина – Хаксли описывает поведение нейрона системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Эти уравнения соответствуют автоволновому процессу в активной среде. Они учитывают множество компонент, каждая из которых имеет свой биофизический аналог в реальной клетке (рисунок ниже). Ионные насосы соответствуют источнику тока Ip. Внутренний липидный слой клеточной мембраны образует конденсатор с емкостью Cm. Ионные каналы синаптических рецепторов обеспечивают электрическую проводимость gn, которая зависит от подаваемых сигналов, меняющихся со временем t, и общей величины мембранного потенциала V. Ток утечки мембранных пор создает проводник gL. Движение ионов по ионным каналам происходит под действием электрохимических градиентов, которым соответствуют источники напряжения с электродвижущей силой En и EL.


Основные компоненты модели Ходжкина — Хаксли

Естественно, что при создании нейронных сетей возникает желание упростить модель нейрона, оставив в ней только самые существенные свойства. Наиболее известная и популярная упрощенная модель – это искусственный нейрон Маккалока — Питтса, разработанный в начале 1940-х годов (Маккалох Дж., Питтс У., 1956).

Формальный нейрон Маккалока — Питтса

На входы такого нейрона подаются сигналы. Эти сигналы взвешенно суммируются. Далее к этой линейной комбинации применяется некая нелинейная функция активации, например, сигмоидальная. Часто как сигмоидальную используют логистическую функцию:


Логистическая функция

В этом случае активность формального нейрона записывается как



В итоге такой нейрон превращается в пороговый сумматор. При достаточно крутой пороговой функции сигнал выхода нейрона – либо 0, либо 1. Взвешенная сумма входного сигнала и весов нейрона – это свертка двух образов: образа входного сигнала и образа, описываемого весами нейрона. Результат свертки тем выше, чем точнее соответствие этих образов. То есть нейрон, по сути, определяет, насколько подаваемый сигнал похож на образ, записанный на его синапсах. Когда значение свертки превышает определенный уровень и пороговая функция переключается в единицу, это можно интерпретировать как решительное заявление нейрона о том, что он узнал предъявляемый образ.

Реальные нейроны действительно неким образом похожи на нейроны Маккалока — Питтса. Амплитуды их спайков не зависит от того, какие сигналы на синапсах их вызвали. Спайк, либо есть, либо его нет. Но реальные нейроны реагируют на стимул не единичным импульсом, а импульсной последовательностью. При этом частота импульсов тем выше, чем точнее узнан характерный для нейрона образ. Это означает, что если мы построим нейронную сеть из таких пороговых сумматоров, то она при статичном входном сигнале хотя и даст какой-то выходной результат, но этот результат будет далек от воспроизведения того, как работают реальные нейроны. Для того чтобы приблизить нейронную сеть к биологическому прототипу, нам понадобиться моделировать работу в динамике, учитывая временные параметры и воспроизводя частотные свойства сигналов.

Но можно пойти и другим путем. Например, можно выделить обобщенную характеристику активности нейрона, которая соответствует частоте его импульсов, то есть количеству спайков за определенный промежуток времени. Если перейти к такому описанию, то можно представить нейрон как простой линейный сумматор.


Линейный сумматор

Сигналы выхода и, соответственно, входа для таких нейронов уже не являются дихатомичными (0 или 1), а выражаются некой скалярной величиной. Функция активации тогда записывается как



Линейный сумматор не стоит воспринимать как что-то принципиально иное по сравнению с импульсным нейроном, просто он позволяет при моделировании или описании перейти к более длинным временным интервалам. И хотя импульсное описание более корректно, переход к линейному сумматору во многих случаях оправдан сильным упрощением модели. Более того, некоторые важные свойства, которые трудно разглядеть в импульсном нейроне, вполне очевидны для линейного сумматора.


Источник

habrahabr.ru
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения
 
Ответить в эту темуОткрыть новую тему
Ответов
Александр Вакуров
сообщение 3.7.2014, 15:41
Сообщение #2


Хозяин форума
Group Icon

Группа: Главные администраторы
Сообщений: 26 548
Регистрация: 7.9.2006
Из: Иваново
Пользователь №: 1



Цитата
17 марта в 23:37
Логика мышления. Часть 11. Динамические нейронные сети. Ассоциативность
Биоинформатика, Искусственный интеллект, Робототехника


Этот цикл статей описывает волновую модель мозга, серьезно отличающуюся от традиционных моделей. Настоятельно рекомендую тем, кто только присоединился, начинать чтение с первой части.

Наиболее просты для понимания и моделирования нейронные сети, в которых информация последовательно распространяется от слоя к слою. Подав сигнал на вход, можно так же последовательно рассчитать состояние каждого из слоев. Эти состояния можно трактовать как набор описаний входного сигнала. Пока не изменится входной сигнал, останется неизменным и его описание.

Более сложная ситуация возникает, если ввести в нейронную сеть обратные связи. Чтобы рассчитать состояние такой сети, уже недостаточно одного прохода. Как только мы изменим состояние сети в соответствии с входным сигналом, обратные связи изменят входную картину, что потребует нового пересчета состояния всей сети, и так далее.

Идеология рекуррентной сети зависит от того, как соотносится задержка обратной связи и интервал смены образов. Если задержка много меньше интервала смены, то нас, скорее всего, интересуют только конечные равновесные состояния, и промежуточные итерации стоит воспринимать, как исключительно расчетную процедуру. Если же они сопоставимы, то на первый план выходит именно динамика сети.



Ф. Розенблатт описал многослойные персептроны с перекрестными связями и показал, что они могут быть использованы для моделирования избирательного внимания и воспроизведения последовательности реакций (Rosenblatt, Principles of Neurodynamic: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms, 1962).

В 1982 году Джон Хопфилд предложил конструкцию нейронной сети с обратными связями такую, что ее состояние может быть определено, исходя из расчета минимума функционала энергии (Hopfield, 1982). Оказалось, что сети Хопфилда обладают замечательным свойством – они могут использоваться как память, адресуемая по содержанию.


Сеть Хопфилда

Сигналы в сети Хопфилда принимают спиновые значения {-1,1}. Обучение сети – это запоминание нескольких образов . Запоминание происходит за счет настройки весов так, чтобы:



Что приводит к алгоритму, который простым неитерационным расчетом позволяет определить параметры сети:



где – матрица, составленная из весов нейронов, а – количество запоминаемых образов. Диагональ матрицы полагается нулевой, что означает отсутствие влияния нейронов на самих себя. Веса, заданные таким образом, определяют устойчивые состояния сети, соответствующие запомненным векторам.

Функция активации нейронов имеет вид:


Входной образ присваивается сети, как начальное приближение. Затем начинается итерационная процедура, которая, если повезет, сходится к устойчивому состоянию. Таким устойчивым состоянием, скорее всего, будет один из запомненных образов. Причем это будет образ, наиболее похожий на входной сигнал. Другими словами, образ ассоциативно с ним связанный.

Можно ввести понятие энергии сети, как:



где – количество используемых нейронов. Каждому запомненному образу в таком случае будет соответствовать локальный энергетический минимум.

Хотя сети Хопфилда и очень просты, они иллюстрирует три фундаментальных свойства мозга. Первое – это существование мозга в динамике, когда любые внешние или внутренние возмущения заставляют покинуть состояние текущего локального минимума энергии и перейти к динамическому поиску нового. Второе – это способность прийти к квазиустойчивому состоянию, определяемому предыдущей памятью. Третье – ассоциативность переходов, когда в смене описательных состояний постоянно прослеживается определенная обобщенная близость.

Как и сети Хопфилда, наша модель изначально динамична. Она не может существовать в статичном состоянии. Любая волна существует только в движении. Вызванная активность нейронов запускает волны идентификаторов. Эти волны вызывают активность паттернов, узнавших знакомые волновые сочетания. Паттерны запускают новые волны. И так без остановки.

Но динамика наших сетей принципиально отличается от динамики сетей Хопфилда. В традиционных сетях динамика сводится к итерационной процедуре схождения состояния сети к устойчивому состоянию. У нас же динамика сродни тем процессам, что протекают в алгоритмических компьютерах.

Волновое распространение информации – это механизм передачи данных. Динамика этой передачи – это не динамика итерационного схождения, а динамика пространственного распространения идентификационной волны. Каждый цикл распространения информационной волны меняет картину вызванной активности нейронов. Переход коры в новое состояние означает смену текущего описания и соответственно смену картины нашей мысли. Динамика этих изменений опять же не является некой итерационной процедурой, а формирует последовательность образов нашего восприятия и мышления.

Наша волновая модель значительно сложнее, чем простая динамическая сеть. Позже мы опишем достаточно много небанальных механизмов, регулирующих ее работу. Не удивительно, что и представление об ассоциативности в нашем случае оказывается сложнее, чем ассоциативность в сетях Хопфилда, и скорее напоминает концепции, свойственные компьютерным моделям представления данных.

В программировании под ассоциативностью понимается способность системы искать данные, похожие на образец. Например, если мы обращаемся к базе данных, указывая критерии запроса, то, по сути, мы хотим получить все элементы, похожие на образец, описываемый этим запросом.

На компьютере решить задачу ассоциативного поиска можно простым перебором с проверкой всех данных на соответствие критериям поиска. Но полный перебор трудоемок, гораздо быстрее поиск осуществляется, если данные заранее подготовлены так, что позволяют быстро формировать выборки, удовлетворяющие определенным критериям. Например, поиск в адресной книге можно значительно ускорить, если создать оглавление по первой букве.

Подготовленная должным образом память называется ассоциативной. Практическая реализация ассоциативности может использовать таблицы индексов, хэш-адресацию, бинарные деревья и тому подобные инструменты.

Независимо от реализации, ассоциативный поиск требует задания критериев похожести или близости. Как мы уже говорили, основные виды близости – это близость по описанию, близость по совместному проявлению и близость по общему явлению. Первая говорит о похожести по форме, остальные о сходстве по некой сути. Это напоминает поиск товара в Интернет-магазине. Если вы введете название, то получите список товаров, названия которых будут близки к заданному. Но кроме этого вы, скорее всего, получите еще один список, который будет называться, что-то вроде: «те, кто ищут этот товар, часто обращают внимание на…». При этом элементы второго списка могут по своим описаниям никак не походить на описание, сформулированное исходным запросом.

Посмотрим, как рассуждения об ассоциативности применимы к понятиям, используемым в нашей модели. Понятие у нас – это набор паттернов нейронов-детекторов, настроенных на один и тот же образ. Очень похоже, что одному паттерну соответствует отдельная кортикальная миниколонка. Образ – это определенное сочетание сигналов на рецептивном поле нейронов. На сенсорных зонах коры образ может быть сформирован сигналами топографической проекции. На более высоких уровнях образ – это узор активности, возникающий вокруг нейрона, при прохождении мимо него волны идентификаторов.

Для перехода нейрона в состояние вызванной активности требуется чтобы образ достаточно точно совпал с картиной весов на его синапсах. Так если нейрон настроен на детектирование определенного сочетания понятий, то волновой идентификатор должен содержать существенную часть идентификаторов каждого из них.

Срабатывание нейрона, когда повторяется большая часть понятий, составляющих его характерный стимул, называется узнаванием. Узнавание и связанная с ним вызванная активность не дают обобщенной ассоциативности. В таком режиме нейрон не реагирует ни на понятия, имеющие временную близость, ни на понятия, хотя и входящие в описание характерного для нейрона стимула, но встретившиеся отдельно от остального описания.

Нейроны, которые мы используем в нашей модели, и которые мы сравниваем с реальными нейронами мозга, способны хранить информацию не только за счет изменения синаптических весов, но и благодаря изменениям в метаботропных рецептивных кластерах. За счет последних нейроны способны запоминать фрагменты картин окружающей активности. Повторение такой запомненной картины не ведет к появлению вызванной активности нейрона, состоящей из серии импульсов, а вызывает единичный спайк. Запомнит или нет нейрон что-либо таким образом определяется рядом факторов один из которых — изменение мембранного потенциала этого нейрона. Увеличение мембранного потенциала вызывает расхождение расщепленных концов метаботропных рецепторов, что заставляет их обрести необходимую для запоминания чувствительность.

Когда нейрон узнает характерный образ и переходит в состояние вызванной активности, его мембранный потенциал существенно повышается, что дает ему возможность запоминать на внесинаптической части мембраны окружающие его картины активности.

Можно предположить, что в момент вызванной активности нейрон запоминает все окружающие его волновые узоры. Такая операция имеет вполне определенный смысл. Предположим, что мы имеем полное описание происходящего, складывающееся из большого числа понятий. Часть из них позволит нейрону узнать то понятие, детектором которого является его паттерн (миниколонка). Узнавание обеспечит этому понятию участие в общем описании. При этом на нейронах, ответственных за само понятие зафиксируется, какие еще понятия входили в полную описательную картину.

Эта фиксация произойдет на всех нейронах, составляющих наш детекторный паттерн (миниколонку). Регулярное повторение такой процедуры приведет к накоплению на поверхности нейронов-детекторов рецептивных кластеров, чувствительных к определенным сочетаниям идентификаторов.

Можно предположить, что чем чаще какое-либо понятие будет встречаться совместно с активностью детекторного паттерна, тем выше будет вероятность того, что его самостоятельное появление будет определяться внесинаптическими рецепторами и вызывать единичный спайк. То есть если между понятиями присутствует совместность в проявлении, то нейроны одного понятия будут реагировать одиночным спайком, когда в волновом описании будет появляться другое ассоциативно связанное с ним понятие.

Одновременный одиночный спайк нейронов одного детекторного паттерна – это основание для запуска соответствующей идентификационной волны. Получается, что задав одно понятие и распространив его волновой идентификатор можно получить в волновом описании набор понятий, ассоциативно с ним связанных. Это можно сопоставить с тем, как база данных по запросу выдает список всех записей, попадающих под критерии этого запроса. Получив список от базы данных, мы используем дополнительные алгоритмы, чтобы продолжить работу с этим списком. Аналогично можно представить и работу мозга. Получение доступа к ассоциациям – это только один из этапов его работы. На активность нейронов можно наложить дополнительные ограничения, которые позволят только части ассоциаций пробиться в волновое описание. Суть этих дополнительных ограничений во многом и определяет информационные процедуры, свойственные мышлению.

Использованная литература

Продолжение

Предыдущие части:
Часть 1. Нейрон
Часть 2. Факторы
Часть 3. Персептрон, сверточные сети
Часть 4. Фоновая активность
Часть 5. Волны мозга
Часть 6. Система проекций
Часть 7. Интерфейс человек-компьютер
Часть 8. Выделение факторов в волновых сетях
Часть 9. Паттерны нейронов-детекторов. Обратная проекция
Часть 10. Пространственная самоорганизация

Алексей Редозубов (2014)
искусственный интеллект
Пользователь в офлайнеКарточка пользователяОтправить личное сообщение
Вернуться в начало страницы
+Ответить с цитированием данного сообщения

Сообщений в этой теме
Александр Вакуров   Логика мышления   3.7.2014, 15:19
Александр Вакуров   источник   3.7.2014, 15:21
Александр Вакуров   источник   3.7.2014, 15:23
Александр Вакуров   http://habrahabr.ru/post/214525/   3.7.2014, 15:25
Александр Вакуров   http://habrahabr.ru/post/214663/   3.7.2014, 15:26
Александр Вакуров   Логика мышления. Часть 6. Система проекций Биоинфо...   3.7.2014, 15:30
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:32
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:34
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:37
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:39
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:41
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:42
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:43
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:45
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:46
Александр Вакуров   RE: Логика мышления   3.7.2014, 15:47
Александр Вакуров   идите за белым кроликом читайте дальше на сайте - ...   3.7.2014, 15:49


Ответить в эту темуОткрыть новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



- Текстовая версия Сейчас: 3.8.2025, 5:41