/ Новости

Как разные решения зависят от одних и тех же нейронов
Принимаемое нами решение определяется тем, как одни и те же нервные клетки фильтруют получаемые данные: в зависимости от внешнего условия нейрон будет отдавать предпочтение тому или иному потоку сигналов с информацией о признаке, который нас интересует.
Представьте, что вокруг вас, пока вы заняты едой, начинает кружить какое-то насекомое. Ваша реакция зависит от того, какие признаки будут для вас самыми важными — окраска или, скажем, движение. Если насекомое окрашено в жёлто-чёрные полосы, то вы быстро узнаете в нём осу и, вероятно, попытаетесь спастись бегством. Но если вас особенно раздражает жужжание и мельтешение насекомого, то вы попытаетесь отмахнуться или прогнать его, не обращая внимания на окраску.
В таких случаях говорят о контекстуальном решении, когда какое-то одно из условий оказывается более важным для дальнейших действий. Как мозг принимает такие решения, долгое время оставалось загадкой. Предполагалось, что тут работают две группы нервных клеток: одни определяют, какой именно признак критичен для данной ситуации, а другие отвечают за приём сенсорной информации, которая более всего нужна для принятия решения.
Однако, как пишут в Nature Уильям Ньюсом (William Newsome) и его коллеги по Стэнфордскому университету (США), в принятии решений такого рода задействована целая область префронтальной коры, и более всего исследователей в их экспериментах удивило то, что оба сигнала — и нужный, и ненужный — принимаются и обрабатываются одновременно. Хотя ожидали они обратного, полагая, что ненужный сигнал (звуковой или цветовой) окажется просто отброшен, что он не будет восприниматься.
В опытах на обезьянах удалось увидеть, что даже на уровне одного нейрона оба сигнала «микшируются», то есть если продолжать сравнение с осой, то и звук полёта, и раскраска насекомого проходят по одной нервной цепи. Чтобы понять, что происходит, учёным пришлось построить математическую модель «нейрона решения»: с такой моделью обращаться было проще, чем собирать огромное число сигналов с живой клетки. Виртуальная нейронная сеть получала некие сигналы, на основании которых нужно было принять решение, при этом как именно это делать, исследователи виртуальной модели не объясняли.
В эту виртуальную модель загрузили данные, полученные в опытах с обезьянами. Макаки должны были следить за экраном с движущимися разноцветными точками, и в одном случае нужно было определить, каких точек больше, красных или зелёных, а в другом — куда они преимущественно движутся, вправо или влево. Попутно у животных отслеживали движения глаз и активность нейронов коры.
Исследователи сделали более 1 400 таких измерений, пытаясь описать состояние мозга в тот момент, когда обезьяна видела признак, который был нужен для принятия решения, и когда это решение срабатывало в мозге. Весь массив данных потом проверялся на виртуальной модели, дабы очистить нужные последовательности импульсов от множества других.
В результате была построена следующая схема работы «нейронов решения». Одни и те же нейроны реагируют на самые разные признаки, но отбор происходит тогда, когда поступает условие, формирующее контекст, — какому признаку следует уделить больше внимания. После этого тот или иной признак становится, по словам исследователей, линейным аттрактором, то есть относительно него увеличивается поток информации. Нейрон перестаёт следить, например, за движением и реагирует теперь только на цвет. Если условие будет обратным — определить направление движения, — то тот же самый нейрон переключится на информацию о движении. Спустя пару секунд нейроны давали ответ на вопрос о цвете или направлении движения.
Иными словами, одни и те же нейроны принимают разные решения, и происходит это потому, что они заинтересованы в самых разных вещах (в самых разных признаках), но — в разной степени, в зависимости от контекста.
Это можно было бы подтвердить специфической стимуляцией нейронов, чтобы побудить их к тому или иному решению. Опыт такого рода, надо думать, исследователи постараются поставить, так как их модель контекстных решений, при всём её остроумии, опирается во многом на виртуальные нейронные сети, так что полученные результаты требуют «живого» эксперимента.
Подготовлено по материалам Стэнфордского университета.
Источник: http://compulenta.computerra.ru/chelovek/neirobiologiya/10010006/
Поделиться в Живом Журнале
Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии
Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.
ПодробнееРобот открыл холодильник и принес оттуда пиво
Немецкие разработчики научили гуманоидного робота-помощника TIAGo самостоятельно искать путь к холодильнику, открывать его и приносить пиво. Модульный суперкомпьютер NVIDIA Jetson TX2, служащий зрительным центром робота, позволил ему не только эффективно проложить путь, но и найти пиво запрошенной марки по этикетке.
ПодробнееВ Швеции попытаются создать электронные копии умерших людей
Руководство крупной сети шведских похоронных бюро «Феникс» поставило перед собой амбициозную цель: попытаться создать максимально правдоподобные электронные копии усопших людей.
ПодробнееУчёные из США разработали искусственный аналог глаза
Новое изобретение представили учёные из Школы инженерных и прикладных наук при Гарвардском университете — они создали искусственный глаз, работающий по принципу человеческого.
ПодробнееАмериканцы занялись разработкой реактивных дронов для истребителей
Массачусетский технологический институт по заказу ВВС США занялся разработкой компактных реактивных беспилотных летательных аппаратов, которые можно было бы запускать со стандартного подвеса для ракет под крылом истребителя. Новая разработка получила название Firefly.
ПодробнееToyota представила гуманоидного робота с экзоскелетным управлением
Компания Toyota представила гуманоидного робота T-HR3, управляемого с помощью экзоскелетного контроллера с шлемом виртуальной реальности. Система позволяет оператору управлять движениями робота на месте или передвигать его, а также чувствовать отдачу при взаимодействии с объектами.
ПодробнееЧеловекоподобный робот научился делать сальто
Специалисты Boston Dynamics научили прямоходящего робота Atlas выполнять сальто. Ролик с демонстрацией его новых способностей опубликован на YouTube-канале компании.
ПодробнееРобот-спасатель от Honda: пять «глаз» и 33 степени подвижности
На Конференции по робототехнике в Ванкувере компания Honda представила прототип робота-спасателя E2-DR. У новинки 33 степени подвижности, пять «глаз» и защищенный от пыли и влаги корпус.
ПодробнееToyota представила автомобиль-робот, в салоне которого сразу 2 водительских места
Казалось бы, суть самоуправляемых автомобилей заключается в том, чтобы максимально обеспечить удобство пассажиров и «убрать» из салона водителя, доверив контроль за ситуацией роботу. Вроде бы логичное решение, но вот автоконцерн Toyota думает иначе. Недавно они представили крайне продвинутую версию самоуправляемого авто. Только вот водительских мест в нем аж целых два.
ПодробнееRHP2 - гуманоидный робот, созданный для того, чтобы падать, подниматься и снова падать
Исследователи-робототехники во всем мире тратят безумно большое количество времени и усилий для того, чтобы предотвратить или уменьшить вероятность падения создаваемых ими роботов.
ПодробнееМифы и факты о сверхумном искусственном интеллекте
Станет ли искусственный интеллект лучшим изобретением человечества или же, наоборот, его худшей ошибкой?
Подробнее/ мнения экспертов и членов инициативной группы
- Доктор философских наук, профессор
Сергей Владимирович
Кричевский«...В таком теле, как бы там медицина ни боролась, увы, есть масса рисков, радиационных и прочих, которые пока непреодолимы. И мы не можем существовать вне Земли, в этой враждебной среде, не решив эти вопросы».
- Доктор биологических наук, заведующая лабораторией липидного обмена РНИИ геронтологии
Елена Владимировна
ТерёшинаЧлен инициативной группы«И не нужно бояться. Проект по созданию носителя для бессмертного разума очень нужен. Конечно, природа рождает умных, талантливых, гениальных людей, но они смертны. Человечество выходит из этого положения — создает книги. И знания так или иначе передаются потомкам. А представьте, гений будет работать вечно!..»
- Профессор практики Московской школы управления СКОЛКОВО, к.э.н., партнер группы "Метавер"
Павел Олегович
Лукша«Развитие интерфейсов позволяет принципиально по-другому взаимодействовать не только с локальным пространством, но и с глобальным пространством, т.е. продолжая «мозг – компьютер – Сеть», мы можем получать системы принципиально нового способа организации».
- Руководитель Кластера космических технологий и телекоммуникаций Фонда Сколково, космонавт-испытатель, член Российской академии космонавтики
Сергей Александрович
Жуков«Я абсолютно убежден в том, что движение «2045» появилось в нужное время в абсолютно нужном месте, потому что верю в великое будущее России, ее подъем после временных трудностей».
- Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией математической нейробиологии Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Александр Алексеевич
Фролов«Проблема создания искусственной памяти, сохраняющей содержимое естественной памяти индивидуального человека, хотя и является сложной, но представляется разрешимой...»
- Художник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал)
Дмитрий Хаметович
БулатовЧлен инициативной группы«В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными...»
- Историк и теоретик культуры, культуролог, консультант по культурному развитию. Доцент Института искусств и культуры и Философского факультета ТГУ
Дмитрий Владимирович
Галкин«Искусство – уникальный ресурс для фабрики инноваций. Только в искусстве креативная мощь так тесно связана с порождением смыслов и гуманизацией технологий...»
- Доктор технических наук, профессор
Александр Александрович
БолонкинЧлен инициативной группы«Искусственное механическое тело будет обладать огромной силой и переносить экстремальные внешние условия: высокие температуры, давление, радиацию, космос...»
- Руководитель Отдела медицинской психологии (Научный Центр Психического Здоровья РАМН), действительный член Академии медико-технических наук РФ
Сергей Николаевич
Ениколопов«Разговоры о том, что технологически мы можем достичь бессмертия, во всяком случае, фантастического удлинения жизни, ведут к пересмотру огромного пласта наших собственных убеждений».
- Доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель наук России, является автором более 300 научных работ, в том числе 25 монографий
Александр Иванович
Галушкин«Я убежден в том, что нейросетевые технологии – это основа построения будущих систем управления роботами, т.е. мозга будущих роботов».
- Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой биомедицинских систем Московского государственного института электронной техники, главный редактор журнала «Медицинская техника»
Сергей Васильевич
СелищевЧлен инициативной группы«Глобальных и неразрешимых технических проблем для создания полностью искусственного тела не существует. Все задачи понятны и потенциально решаемы...»
- Доктор физико-математических наук, профессор, руководитель группы автоволновых процессов, заведующий лабораторией Института прикладной физики РАН
Владимир Григорьевич
ЯхноЧлен инициативной группы«Думаю, что именно понимание закономерностей в иерархии механизмов управления живыми системами позволит создать основу для производства эффективно работающих искусственных органов и имитаций тел человека.»
- Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории термостойких термопластов ИСПМ РАН, создатель наносенсорной нейроподобной системы «Электронный нос»
Михаил Юрьевич
ЯблоковЧлен инициативной группы«При создании искусственного человека к робото-техническому направлению, которое сейчас преобладает, надо добавить эмоциональное. На самом деле, эта идея комплексная, она витает в воздухе...»
- Доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН
Борис Карпович
Гаврилюк«Для кожи киборга нужно просто сделать систему питания. А вообще... мы ведь несложно устроены! Есть всего несколько систем: кровеносная разносит кислород и питательные вещества, выделительная выводит отходы. Остальное — рабочие органы. Вначале можно сделать простейший живой организм. А потом более сложные системы...»
- Председатель оргкомитета политической партии «Эволюция 2045», основатель движения «Россия 2045», президент конгресса GF2045
Дмитрий
ИцковСтрах перед умиранием, на которое запрограммированы наши биологические тела, словно сковал волю руководителей человечества и сформировал непреодолимое табу на публичное обсуждение и принятие решений по борьбе со смертью.