Pull to refresh

Comments 40

А вы пытались реконструировать эволюционную историю, которая бы привела к такому механизму сознания (имеются ввиду описанные во всех статьях цикла, не только в данной)? Можно ли «отмотать» историю от мозга человека с описываемыми вами механизмами до, скажем, нескольких сотен тысяч нейронов без особых дифференциаций (до так называемой диффузной нервной системы) так, чтобы приспособленность организма (связанная с функционированием мозга) получалась бы монотонно убывающей «в прошлое»? Есть хотя бы наброски подобных рассуждений, или эволюционная обоснованность механизмов мозга как критерий достоверности модели вами пока не рассматривается?
Очень хороший вопрос. У меня есть очень сильные доводы в пользу этой модели, основанные именно на эволюционном подходе. Но эти доводы настолько интересны, что позже я подробно об этом напишу.
>… оказывается очень трудной задачей увязать конкретный нейрон,
>если приписывать ему функции детектора какого-либо свойства,
>и память, которая в силу многих причин,
>не должна быть жестко привязана к определенному нейрону…

«Увязка» нюансов распознавания и ассоциирования является, безусловно, «трудной», но всё-таки разрешимой «задачей».

Тут несколько о другом. Если детектор некого свойства привязан к нейрону, то тогда и память, содержащая это свойство, должна быть где-то поблизости от него. И как-то на него опираться. Это создает техническую сложность, которую практически не преодолеть.
Отнюдь. Что память «должна быть где-то поблизости от него» [нейрона] — заблуждение. Широковещательное распространение паттернов нейронов мозга преодолевает эту сложность посредством гибкого ассоциирования выходных паттернов одних нейронов с входными паттернами других нейронов. По сути, входной и выходной паттерны нейрона — это и есть его память. Она «не поблизости», она — он и есть. Память — это сам нейрон.
Если памть сам нейрон, то количество воспоминаний равно количеству нейронов? Если удалить нейрон исчезнет воспоминание? Память о каждом событии есть везде или в конкретных местах?
Можно допустить формулировку, что совокупность всех состояний нейронов представляет собой суперпозицию всех «воспоминаний» человека. Удаление нейрона увеличивает _дискретность_ этих воспоминаний (незначительно уменьшает вероятность отличить одно воспоминание от другого). Вполне удобная интерпретация, на мой взгляд (и не противоречит вашей модели, между прочим).
Сложности возникают в момент реализации. Мы ограничены биологией нейронов. Далеко не все идеи удается правдоподобно сопоставить с реальными клетками.
Такая формулировка не противоречит вашей модели (формулировка вообще очень абстрактна и является, по-сути, неявным определением термина «воспоминание» как состояния мозга, различимо влияющего на поведение человека — например, его признания о том, что он что-то вспомнил). А ваша модель, если верить вам, как раз хорошо сопоставляется с биологией.
(Грубо говоря, мы просто отказываемся от формулирования того, как нейроны хранят свои знания, мы заталкиваем их в чёрный ящик и даём оценку «сверху» о том, что они не смогут запомнить больше, чем сумма количества всех возможных состояний всех нейронов. Важно понимать, что определение «количества состояний» уже требует привлечения формализации среды, в которой существует такой чёрный ящик и для которой состояния этого чёрного ящика вообще могут быть различимы — это и непосредственно прилагаемое к мозгу тело, и состояние пространства вокруг тела, и даже социальные контрагенты — т.е., различимость состояний мозга всегда относительна задачи исследователя и выбранного «масштаба» измерений. Наверное, весь этот косноязычный текст можно свести к ссылке на описание агентного моделирования. Кстати, если выбрать в качестве агента не мозг, а нейрон, то можно увидеть и некоторые переоткрытые вами принципы распространения автоволн в многоагентной среде.)
(«Чем сумма количества всех возможных состояний всех нейронов» — не сумма, а произведение, конечно.)
Автоволны в многоагентной среде — это, все-таки, больше волны. То есть некие периодические процессы. В моей модели мы имеем дело с распространение уникальных узоров, что совсем другое.
Если не усложнять, то я пытаюсь показать, что каждое место мозга может хранить пару ключ-значение без привязки к конкретным нейронам. Функции нейронов получаются не более чем совместное воспроизведение кода, непривязанного к конкретному месту.
А так же, я показываю, что каждый небольшой участок коры может хранить достаточно много таких пар «ключ — значение».
Мне кажется, что я понимаю ваши интерпретации, и мне кажется, что они эквивалентны сказанному мной (в моих формулировках тоже нейроны — это субстрат, проявляющий свои _важные_ свойства как целое; отдельный нейрон не хранит осмысленные «воспоминания», но «вкладывается» «количественно» в свойства субстрата, хранящего такие воспоминания; а автоволны в широком смысле — это распространение межэлементных взаимодействий по субстрату из любых активных элементов, в том числе и нейронов, вне зависимости от их регулярности и ритмичности). Но не буду мутить воду и навязывать свои термины и интерпретации, дождусь следующих частей.
>Если память сам нейрон,
>то количество воспоминаний равно количеству нейронов?

Нет, разумеется. Слишком абсурдное упрощение. Любое воспоминание «крошится» в «пыль» паттернов. И уже эти паттерны мало по малу у нейронов изменяются. Память — вообще сродни иллюзии.
Спасибо за статью! Модель действительно выглядит крайне любопытно.

Описанные вами механизмы формирования воспоминаний вполне согласуются с жизненным опытом и прочими «техниками запоминания». Считается, что запомнить что-то тем проще, чем больше разных органов чувств и эмоций будет вовлечено в процесс. Насколько я понимаю, это хорошо согласуется с вашей моделью: чем больше базовых идентификаторов окажется в составном ключе (время, место, положение и т.д.), тем проще будет потом выудить записанную информацию, что на бытовом уровне мы воспринимаем, как «хорошо/плохо запомнил». То есть, проблема не в том, чтобы записать информацию, а в том, чтобы подобрать такие ключи, по которым будет легко вспомнить.

Вопрос: кто в итоге решает, что́ надо запомнить, а что нет? Вы пишете, что кластер будет запоминать активность, если он уже́ находится в деполяризованном состоянии. Кто его деполяризует? Предполагается, что продолжительная/повторяющаяся активность нейронов повышает шансы того, что кластеры «сработают» и тем самым отразят факт того, что в данной точке пространства такие волны уже были?

Второй момент из личного опыта: когда я стараюсь вспомнить некоторую хорошо известную мне локацию X, то практически непроизвольно в памяти начинают всплывать картины из ближайшего окружения X. Заметил, что помимо окружающих картин, опять же непроизвольно возникают образы локаций, находящихся на пути из моей текущей точки Y в точку X.

Если я правильно понимаю, это вполне можно описать последовательностью воспоминаний, где каждое следующее вылавливается по ключу места текущего. В сумме получается что-то вроде механизм поиска маршрута из одного известного места в другое. Действительно, механизм такого поиска очень напоминает алгоритмы прокладки маршрутов: Дейкстры или A* в зависимости от того, в каком пространстве лежат воспоминания.

Поиск пути по воспоминаниям «первого уровня», привязанным к геометрии местности больше напоминает А*, тогда как поиск пути в абстрактном графе (выбор станций в метро) больше похож на Дейкстру. Разумеется, если точки находятся в разных анклавах и субъекту неизвестен путь из одной точки в другую, то никаких промежуточных ассоциаций не возникает в принципе.

Вопрос: известны ли вам исследования на эту тему? Да, я читал про нейроны положения у крыс в лабиринте. Меня интересует именно активность при поиске пути. На базе вашей теории можно сделать вполне конкретные прогнозы относительно того, какого рода активность должна возникать.
Стоит упомянуть один нюанс связанный с пациентом H.M. (у Алексея в статье про это не упомянуто). После удаления гиппокампа старые воспоминания у него не остались в том виде, котором были до этого. Все старые воспоминания (насколько я помню) «рассыпались, словно фрагменты паззла по комнате». Т.е. помнятся отдельные факты, но не помнятся с чем и как он связаны, ни контекст, ни обстоятельства их получения, ни время. Для этих былых фактов остаётся только ассоциативная связность через другие области мозга.

Есть все признаки того, что гиппокамп генерирует хронологически связанные идентификаторы (в терминах AlexeyR), которые привязываются к энграммам «внешних ощущений», идущих с первичных зон через инсулярную кору (в которой происходит интеграция всех сенсорных видов-модальностей в общую картину самоощущения). Связанность ощущений себя в том или ином месте сама по себе создаёт топологическую структуру-карту в гиппокампе — процесс вспоминания по сути активирует зоны «аналогичных ощущений», которые, способом, действительно похожим на Дейкстру (волновая реактивация), имеют доступ до соседних позиций. При этом пока положение до конца не распознано — в гиппокампе продолжают «отвечать» несколько позиций, имеющих сходства, пока в определённый момент «неоправданные гипотезы» не будут подавлены при противоречивости наблюдаемого с воспоминаниями.

При этом нет никакой общей глобальной карты. Карты все достаточно локальны, т.е. ограничиваются областью одновременно обозреваемого. Свежая информация на сей счёт. Глобализация ориентации происходит уже при достаточно глубоком анализе и связывании областей через лобные доли.

Т.е. всё достаточно красиво вписывается в эту концепцию. Стоит упомянуть любопытный момент в гиппокампе — это так называемые «клетки скорости». Точнее не столько клетки, сколько определённая активность в определённом месте, не зависящая от положения в пространстве, а зависящая только от скорости. Ну, и, логично, что никакого спидометра нету, и скорость эта тоже берётся от собственных ощущений.
Volutar, спасибо за важны дополнение. Я боюсь, что статьи и так сильно перегружены информацией и стараюсь писать только самое главное. Относительно HM. Чтобы вспомнить что-то фрагментарно достаточно по ассоциациям найти идентификатор воспоминания и восстановить связанную с ним картину. Но что-бы перейти к последовательному хронологическому воспоминанию надо создать следующий по порядку хронологический идентификатор. В стать описаны кольцевые идентификаторы. Для них это означает, что надо надо сначала выставить их в соответсвии с воспоминанием, а затем в зависимости от того какой мы выбрали временной шаг воспоминания перевести один из них на шаг вперед или назад. Это выглядит, как перевод одной из стрелок часов. Знания о том, как упорядочены кольцевые идентификаторы времени содержится в гиппокампе. Он и генерирует эти последовательности. Удаление гиппокампа делает невозможным последовательный «перевод стрелок».
При этом нет никакой общей глобальной карты. Карты все достаточно локальны, т.е. ограничиваются областью одновременно обозреваемого. Свежая информация на сей счёт. Глобализация ориентации происходит уже при достаточно глубоком анализе и связывании областей через лобные доли.
Тем не менее, это хорошо заметно, когда бродишь в незнакомом городе. Сначала ориентируешься только в крайне ограниченных областях пространства: аэропорт/метро/гостиница/квартира друзей/достопримечательность X. По мере того, как начинаешь активно ходить пешком и внезапно выходишь в знакомое место, анклавы начинают объединяться в сознании в регионы большего размера.

До сих помню свое удивление, когда гуляя по Питеру, вышел в знакомое место, в которое раньше добирался только через метро, а на самом деле оно оказалось совсем рядом. Прямо физически ощутил, как в голове «шестеренки крутятся» и карта достраивается. Что характерно, после этого начинаешь адекватно оценивать расстояния до точек внутри известной области.
Halt, вы очень здраво рассуждаете. Но проще будет, когда картина увидится более полно. Сейчас я описал сам механизм, что позволяет создавать и извлекать воспоминания. Что управляет извлечением воспоминаний и каковы законы этого будет описано позже. Там все очень интересно и не сводится к жестким закономерностям типа: после этого всега следует то.
Понятно. Ну и еще момент вдогонку, ответ на который хотелось бы услышать в будущем.

Как определяются границы распространения волн (в пространстве и времени)? Интуитивно ясно, что если каждая волна от каждого ключа будет развиваться неподконтрольно, то ничего хорошего не выйдет. Доводя до абсурда: каждый раз, когда мы заходим к себе домой или на работу, нас бы заваливало ворохом воспоминаний, связанных с этим местом.
Распространение волн происходит в активной среде из нейронов, которая как бы оказывает им сопротивление тем, что ресурс нейрона на формирование спайка ограничен и нейрону нужно время на восполнение этих ресурсов. И все взаимопересекающиеся волны, получается, конкурируют за эти ресурсы для спайков. Это примерно как волны прибоя на песчаном пляже — вроде и проходят друг через друга, не задевая, но и не складываются бесконечно «стопкой», вода постоянно утекает в море так, что на песке можно увидеть фронт одновременно всего двух-трёх волн.
На интуитивно-бытовом уровне я это понимаю. Интересует более формальный подход к проблеме, поскольку скорее всего, все гораздо сложнее и интереснее, чем аттенюация сигнала.
Если нужны формулы: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Автоволны.
Ответ будет, но позже. Сейчас еще не описано несколько механизмов без которых ничего работать не будет.
Алексей, спасибо! Очень круто и ждём про смыслы! Особенно круто, если получится увязать с тем, как смыслы передаются (формируются) от мозга к мозгу. И насколько вообще правильно говорить о том, что смыслы могут совпадать у разных людей. А также о том, что такое рефлексия и внутренний наблюдатель, перед которым эти смыслы разворачиваются.
Постараюсь не разочаровать. Про передачу смысла и его совпадение или несовпадение ответ будет полный. Про внутреннего наблюдателя будут гипотезы, которые, возможно, заставят посмотреть на это с неожиданной стороны.
--но что-либо новое вылетало у него из головы, как только переключалось его внимание

Мне кажется это у всех приходит с возрастом. Что сейчас предлагает современная наука для решения этой проблемы?

Учу японский -совершенно не ложится в голову.
Была новость пару лет назад что при повторении слова 124 раза образуется устойчивое (на всю жизнь) соединение между нейронами. Мне кажется врут.
На Coursera есть курс Learning How to Learn. Там много чего интересного о процессе обучения. Например, повторение 124 раза одного слова ничего устойчивого создать не может, если повторять подряд. Повторения должны быть разбросаны во времени, например одни раз в день, несколько дней в неделю. Если это будет происходить в разных местах, то эффект будет лучше (не будет привязки к определенной локации). В процессе обучения вообще плохо биться головой о стену, важно периодически переключаться из сфокусированного режима (focused) в рассеянный (diffused) и делать паузы для отдыха. Да много чего еще.
Там же речь шла об исследования, подтверждающих, что в любом возрасте в определенной области мозга, отвечающей за обучение, продолжает генерация новых клеток. Это область — гиппокамп, генерирующий ключи, которые образуют память в других областях мозга в предлагаемой выше модели.
>… до сих пор, как ни удивительно это звучит,
>нет ни одной теории памяти.
>То есть, есть разные предположения о том,
>что может быть связано с памятью…

Обособлять «теорию памяти» нет смысла. Мозг — это не компьютер с процессором и памятью. Знания о нейроне — и есть теория памяти. Ассоциирование нейронов посредством широковещательного распространения паттернов нейронов мозга устраняет сложность понимания в вопросах работы памяти.
>>Для воспоминаний, с которыми имеет дело человек разумный набор дескрипторов ключа должен включать в себя:
Должен включать в себя контекст :)

Про кольцевые идентификаторы времени… Думаю что у меня они такие же как и кольцевые идентификаторы для Byte (0..255). А ещё точней, для позиционной системы исчисления с разными размерами разрядов. Есть порядок, есть больше, есть меньше. Подозреваю что у других людей как-то иначе. Т.е. у меня это не столько про время, сколько про систему кодирования для чисел. Время потому что в числах :)

Ещё кстати есть такая интересная тема, как память о воспоминаниях. Я могу наблюдать за тем как я думаю, или наблюдать за своим внутренним диалогом, анализировать его, потом анализировать свой анализ :) Т.е. есть память не только о внешних событиях, но и о внутренних, и память об анализе памяти (а анализ есть целеноправленное направление внимания на определённое место памяти (что есть внимание и как оно навигируется в место, на каком языке оно получает команды, и почему ему определённо нужно именно туда и именно сейчас — нужно думать)). Причём память не точная, и автоматически возникающие интерпретации зависят от того в каком состоянии вспоминаешь и в каком контексте, для каких целей (важны ли они, интересны ли). Причем часто интерпретации прицепляются к тому месту памяти и доступны при последующих просмотрах, а некоторые можно отбросить как неверные (противоречивые интерпретации обычно не уживаются, но старые помечаются как неверные или забываются (но похоже они всё-равно доступны при потребности)).
Ну и ещё эмоции могут прицепиться, или ощущения (вспоминание об апельсине в состоянии голода может вызвать слюновыделение и вкус апельсина во рту).

И ещё бывают сновидения с прекрасными и не очень мирами, и бывает даже память о них. В некоторых работает критическое мышление. В некоторых избирательно.
Я бы сказал что можно не привязываться к внешнему миру для понимания работы памяти. Всё то же есть и в мирах сновидений. И гравитация, и свет, и звуки, и эмоции, и боль, и память, и забывание, и время, и причины со следствиями. Правда осознанность там есть не всегда. Но она и тут у многих не всегда есть :)
Память о воспоминаниях — это уже часть концепции «теории разума», когда в том числе и собственная личность воспринимается как «внешняя». В рамках каждой модели личности есть некий архив сведений, в том числе и хронология получения сведений. Правда, там всё достаточно грубо — мало кто из людей выстраивает подробные модели других людей. Собственная модель — само собой очень подробная (т.к. имеется полный доступ до _всего_). Различные виды психических отклонений, включающих в себя диссоциацию личности (диссоциативная фуга, диссоциативное расстройство идентичности) — очень хорошие иллюстрации «глюков» этого механизма.
Мне особенно нравится идея с хэш-функциями. Она полностью объясняет феномен дежавю, от которого у меня всё время мурашки. Прям ужас охватывает. Умом понимаешь, что эту конкретную сцену, которая прямо сейчас перед глазами, ты раньше видеть никак не мог. Это абсолютно исключено. Но, тем не менее, она почему-то выглядит очень знакомо. Вплоть до мельчайших деталей. Коллизия при расчёте хэша замечательно объясняет эту, как бы, бредовую ситуацию.
Отсюда интересное следствие — чем чаще возникает ощущение дежавю, тем больше вероятность, что место в «хеш-таблице» начинает заканчиваться, capacity мозга исчерпан.
Возможно, что это компенсируется ростом, т.е. увеличением объема, что уменьшает коллизии.
А вот тут вопрос — возможен ли рост таблицы в этой теории?
Моя точка зрения, что система изменчива и имеет механизмы постоянной коррекции, и\либо запас «прочности» достаточно высок. Что позволяет использовать рост как механизм расширения возможностей.
>… Для памяти, основанной на пластичности синапсов,
> емкость считается достаточно просто.
> Пример такого расчета приведен на заглавной картинке.
> Заметим, что в нашей модели емкость памяти на дендритах,
> где-то в 1000 раз больше…

Если это разные типы моделей, то сравнение «емкостей памяти» некорректно.
Н. Бехтерева писала, что о мозге для нее многое понятно, но как возникают мысли…
Даже не за что зацепиться, чтобы продолжить.
А в Ваших моделях этот вопрос решается? Если да, то как?
Sign up to leave a comment.

Articles