«Чувство числа» возникает из распознавания визуальных объектов

[Jogger]

То есть, они посмотрели как работает нейросеть, и решили что мозг работает так же? Мне одному кажется что это несколько притянуто за уши?

[Mimizavr]

Это нормально. Моделирование мозга с помощью нейросетей — это распространённый приём и он даёт практические результаты. Тут скорее посмотрели работу мозга, затем сделали нейросеть по подсмотренным принципам и проанализировали её работу. Вот ещё пример такой модели.

[noonv]

Немного не так. Если посмотреть внимательнее, то ранее они проводили подобные эксперименты с живоными (обезьяны), а сейчас сделали модель ИНС.

[noonv]

даже здесь про это было — habr.com/ru/post/380983

[datacompboy]

Не числа а количества же. Ну или численности.
Сами числа распознаются иначе; это только восприятие количества есть

[phenik]

Сами числа распознаются иначе; это только восприятие количества есть

Нейроны числа реагируют именно на это число объектов с наибольшей вероятностью. Если вы о распознавании изображений или названий чисел, то конечно они распознаются иначе.

[Kron7]

Думаю, товарищ datacompboy хочет сказать, что фраза «чувство числа» не очень корректная. Лучше говорить «чувство количества». И я с ним согласен. Ведь поскольку слово «число» — многозначное, и под ним в данном контексте вы подразумеваете именно количество, а не число как математический объект, то лучше использовать слово «количество» для избежания двусмысленности.

Так, вашу фразу «Нейроны числа реагируют именно на это число объектов с наибольшей вероятностью» лучше переформулировать так: «Нейроны числа реагируют именно на это количество объектов с наибольшей вероятностью».

[phenik]

Тема исследований достаточно новая, в русском языке устоявшаяся терминология по ней фактически отсутствует. Стать начинается с фразы:

Humans and animals have a “number sense,” an innate capabilityto intuitively assess the number of visual items in a set, its “numerosity”

Которая формально переводится, как «У людей и животных есть «чувство числа», врожденная способность интуитивно оценить количество визуальных элементов в наборе, его «численность»» Поэтому дела вкуса какую терминологию использовать, используются все значения) Предпочел как число, как основное значение number, а количество, как основное, это quantity.
По смыслу «число» первично, связано с множествами — кардинальное число, число элементов в конечных множествах. По сути нейроны числа и реагируют на число элементов в множествах объектов. Отсюда можно сделать далеко идущие выводы об эволюционно-биологической поддержке теоретико-множественного основания математики) но это тема для другой статьи)

[Kron7]

Тема исследований достаточно новая, в русском языке устоявшаяся терминология по ней фактически отсутствует. Стать начинается с фразы:

Humans and animals have a “number sense,” an innate capabilityto intuitively assess the number of visual items in a set, its “numerosity”

Которая формально переводится, как «У людей и животных есть «чувство числа», врожденная способность интуитивно оценить количество визуальных элементов в наборе, его «численность»»
<...>
Предпочел как число, как основное значение number, а количество, как основное, это quantity.

Да, тут претензия должна быть к выражению «number sense», а не к «чувство числа». Другими словами, она должна быть адресована не к вам, а к автору оригинальной статьи))

По смыслу «число» первично, связано с множествами — кардинальное число, число элементов в конечных множествах. По сути нейроны числа и реагируют на число элементов в множествах объектов.

Да, как правило, число используется как количественная характеристика чего-либо, но первоначальный смысл «числа» не является тождественным понятию «количество». А то, что слово «число» часто используют как синоним слова «количество» — это уже вторично.

И я считаю, что лучше все же для описания количества использовать слово «количество», которое для этого и придумано (и имеет всего один смысл), а не «число».

Иначе время от времени будут возникать вот такие путаницы (о которых упомянул datacompboy). И ведь вне контекста фраза «чувство числа» («number sense») выглядит как ощущения именно числа в превоначальном его смысле (натурального, целого, действительного, эм… сюрреального:) ), а не как ощущение количества каких-то объектов. Поэтому я остаюсь при своем мнении, что термин «number sense» некорректен. Фраза «quantity sense» подошла бы больше.

[phenik]

И ведь вне контекста фраза «чувство числа» («number sense») выглядит как ощущения именно числа в превоначальном его смысле (натурального, целого, действительного, эм… сюрреального:) ), а не как ощущение количества каких-то объектов.

Почему вне контекста? сюрреалистического? Авторы исследования правильно использовали термины «чувство числа» и «нейроны числа», именно в контексте, и по смыслу. Это традиция в нейрофизиологии, в мозге есть «нейроны места» и «нейроны времени», и возможно др. нейроны отвечающие за проявления других эволюционно значимых свойств реальности. Количество уже некоторое обобщение простого счета, см. здесь или здесь, и больше годится для описания величин чего-либо. А эти величины могут измеряться не только натуральными числами, но и отрицательными, действительными, мнимыми, и тд.

Фраза «quantity sense» подошла бы больше.

Уж тогда чувство численности. Потому, как некоторые количества могут быть измерены только с помощью приборов, или расчитаны теоретически. Например, распределение плотности вероятности локализации электрона в атоме водорода, и она никак не может быть почувствована, сколько не тужься))

[Kron7]

Так, пора восстановить смысл слова «количество»:

Уж тогда чувство численности. Потому, как некоторые количества могут быть измерены только с помощью приборов, или расчитаны теоретически, например, распределение плотности вероятности локализации электрона в атоме водорода, и ну никак не почувствованы, сколько не тужься))

Мне начинает казаться, что вы как-то не так понимается слово «количество»))
Почему «распределение плотности вероятности локализации электрона в атоме водорода» вы считаете количеством?

Количество уже некоторое обобщение простого счета, см. здесь или здесь, и больше годится для описания величин чего-либо.

Сам был удивлен, когда в вики прочитал преамбулу о том, что такое количество. Но в вики косяки — это привычное дело. Как бы то ни было, любой человек в фразе «нейроны количества» второе слово будет понимать в общепринятом обыденном смысле, а не в каком-то замудренно-философском. Т.е. в таком, в котором оно используется в фразе «количество тарелок на столе».

Количество уже некоторое обобщение простого счета, см. здесь или здесь, и больше годится для описания величин чего-либо.

Вовсе нет. Слово «количество» в первую очередь используется для описания того, сколько объектов рассматривается в какой-либо ситуации. Например: «количество деревьев в лесу», «количество звезд на небе», «количество людей на планете», «количество точек на листе бумаги»…

________________________________________________________
Надеюсь, смысл слова «количество» восстановлен, и далее мы будем понимать его одинаково))

Почему вне контекста?

Я говорю о том, что если кто-то где-то услышит фразу «чувство числа», то вряд ли в слове «число» увидит количество (или численность — если вам так угодно). Скорее всего он увидит в нем число в первоначальном его смысле (натуральное, целое, действительное...), что будет ошибкой. Для правильного понимания второго слова ему понадобиться контекст (например, почитать оригинальную статью).

А вот в фразе «чувство количества» (или «чувство численности») второе слово он правильно поймет. Для этого ему не понадобиться контекст.

сюрреалистического?

Придуманы и такие числа))

Авторы исследования правильно использовали термины «чувство числа» и «нейроны числа», именно в контексте, и по смыслу.

— Чем эти термины лучше таких: «чувство количества» и «нейроны количества» (или «чувство численности» и «нейроны численности», если вам так больше нравится)?
— Я могу сказать чем они (термины в статье) хуже — тем, что вводят многозначность.
— Но я понимаю почему в оригинале использовано слово «number» в этих терминах. Потому, что в английском языке слова, как правило, имеют на порядки больше значений, чем в русском языке; и частота использования слова «number» («число») в значении количества чего-либо гораздо выше чем в русском языке, где такая практика тоже сильно распространена. И это печально, поскольку для понимания смысла этого слова обязательно нужен контекст.

Фраза «quantity sense» подошла бы больше.

Уж тогда чувство численности.

— Дело вкуса)) Но мне больше нравится «количество», ибо звучит более научно и более распространено.
— И в принципе, я соглашусь как с фразой «чувство/нейроны количества», так и с «чувство/нейроны численности», но никак не с «чувство/нейроны числа»)) Многозначность в научных терминах — это зло.
— И это если говорить о русском языке. В английском однозначно фраза «quantity sense» подойдет больше.

[phenik]

Я говорю о том, что если кто-то где-то услышит фразу «чувство числа», то вряд ли в слове «число» увидит количество (или численность — если вам так угодно). Скорее всего он увидит в нем число в первоначальном его смысле (натуральное, целое, действительное...), что будет ошибкой. Для правильного понимания второго слова ему понадобиться контекст (например, почитать оригинальную статью).

Так научный язык и не расчитан на обыденное понимание, а именно понимание в точном научном контексте. В данном случае термин, как раз расчитан на понимание, как целого числа. И как раз в этом случае многозначности нет, а не в случае чувство/нейроны количества.

Давайте посмотрим, как сами специалисты со временем устаканят терминологию)

[Kron7]

Так научный язык и не расчитан на обыденное понимание, а именно понимание в точном научном контексте.

Так и в науке слово «количество» в 99,9% случаев имеет тот же смысл, что и в фразе «количество тарелок на столе».

В данном случае термин, как раз расчитан на понимание, как целого числа.

Думаю, все же не как целого числа, а как количества (численности) каких-то объектов. Хоть эти вещи и тесно связаны, но в мозгу скорее возникает чувство второго.

[phenik]

Хорошо, до сих пор занимался в основном отпиской) давайте подробнее разберемся, тем более, что самому стало интересно прояснить некоторые моменты.

Несколько длинновато получилось, поэтому спрятал под спойлер

Так и в науке слово «количество» в 99,9% случаев имеет тот же смысл, что и в фразе «количество тарелок на столе».

Отнюдь, вы опять все свели к счету. В науке количество понимается в основном, как величина чего-то, и эти величины, как правило не счетные. Возьмите любые физические величины — длину, длительность, массу, и тд, все они не счетные. В математике счетные множества используются чаще, в ней есть даже раздел дискретной математики, кот. широко используется в информатике, и в частности, в программировании. Возможно вы математик по образованию, или занимаетесь программированием, поэтому вам кажется, что все построено на счетных множествах, и подсчете. В физике нет, расчетные модели лишь некоторые приближения к теоретическим. Тем более в биологии, и нейрофизиологии к которой имеет отношение тема статьи. В ней вообще счет, как перебор элементов с их перенумерацией, не рассматривается. Нет никого специального обучения подсчета числа элементов в сцене, как подопытных, так и при моделировании в ИНС. В статье утверждается, что получение числа элементов в сцене является побочным эффектом обучения распознаванию любых сцен с различными объектами. Вполне возможно такое было и в эволюции древних животных, и лишь затем она нашла применение этому побочному эффекту, как это часто бывает. И в мозге, и в ИНС появляются нейроны, кот. реагируют наибольшим образом на определенное количество элементов в сцене. Причем это вероятностный процесс, чем больше число элементов, тем меньше точность определения, тем шире разброс. Обратите внимание, на этом уровне, а для модели в ИНС тем более, нет никаких оснований говорить о подсчете, тем более, о каком-то чувстве. Просто есть нейроны реальные или формальные, кот. вероятностным образом реагируют на определенное число элементов в сцене. Все! Совершенно обоснованно можно говорить об этих нейронах, как нейронах числа элементов в сцене. Поскольку эти числа не зависят от типа объектов, то они отражают некоторое универсальное свойство реальности, и можно говорить о числах и нейронах числа, как их нейрофизиологических коррелятах, не привязываясь к конкретным сценам, процедуре счета, и тд. С учетом этого в мозге можно считать эти нейроны коррелятами абстракции натурального числа. Количество, как результат подсчета вторично, и выводится из этой абстракции дополнительным использованием операции сложения. Арифметика исторически конечно возникла позже, чем оценка числа объектов в наборе. Это мы теперь можем смело переносить понятие количества, в данном случае, как цельно-положительной величины, на это число. Но если строго, то это разновидность когнитивной ошибки, связанной с ретроспективным анализом, коих черт пруди. Можно представить механизм, связанный с аппроксимацией, как получить оценку этого числа в ИНС, без использования процедуры подсчета. Еще раз уточню, можно говорить и о численности, количестве элементов, но специально подсчет не велся, и результат обладает вероятностной природой. Нужно отличать это от ситуации сознательного подсчета элементов в сцене, этому специально обучают, и не переносить этот механизм на механизм подсознательной оценки, возникающий спонтанно.

Думаю, все же не как целого числа, а как количества (численности) каких-то объектов. Хоть эти вещи и тесно связаны, но в мозгу скорее возникает чувство второго.

Теперь от этих нейрофизиологических коррелятов чисел можно перейти к следующему шагу — построения субъективной шкалы ощущения (чувства). Для этого можно представить след. психофизический эксперимент. Предположим испытуемым показывают изображения с объектами, и просят подсчитать их количество. Время при этом не ограничивается. Понятно, что чем больше объектов в изображении, тем больше времени требуется на их подсчет, но результаты будут всегда точными. Теперь усложним задачу, ограничим время подсчета, и будем постепенно уменьшать его величину. Чем меньше будет время, тем больше ошибок будет при подсчете изображений с большим числом объектов, т.к. времени на подсчет будет не хватать. Это связано с тем, что при небольших временах, вместо механизма сознательного подсчета объектов включается механизм оценки числа объектов, без подсчета, тот самый о котором и сообщается в статье, и называется чувством числа. В пределе маленького времени будет работать только этот механизм, и можно построить зависимость интенсивности ощущения от воздействия (стимула), кот. называют субъективной шкалой ощущения, и посмотреть подчиняется ли она закону Вебера-Фехнера. В статье дается утвердительный ответ на этот вопрос. То есть все же в мозге возникает чувство первого, как числа объектов, а не количества, как результата их подсчета. Хотя как писал выше можно назвать это и чувством количества, но отдавать отчет в тонкостях механизма.

[EvilFox]

Лучше добавить примечание переводчика чтобы убрать двусмысленность.

[phenik]

Ну это только на малом количестве работает.

Да, установлено, что это чувство также подчиняется психофизическому закону Вебера-Фехнера, как и другие ощущения.

[noonv]

Опередили меня :) Я ещё в июне наткнулся на эту статью и стал изучать эту тему.
Проведённый эксперимент с ИНС довольно интересный и сейчас довольно легко повторить его самостоятельно.
Однако, не готов согласиться с выводами авторов статьи — больше похоже, что данное «восприятие» в ИНС остаётся на «текстурном» уровне и хотя и соотносится с количеством, но совсем ему не тождественно.

[phenik]

Однако, не готов согласиться с выводами авторов статьи — больше похоже, что данное «восприятие» в ИНС остаётся на «текстурном» уровне и хотя и соотносится с количеством, но совсем ему не тождественно.

По моему это из разряда психофической проблемы обнаружения сигналов, точнее различения двух близких сигналов, когда хвосты распределений вероятностей обнаружения накладываются. И вопрос реализации состоит в том, как можно сделать эти распределения более узкими, и минимизировать наложение хвостов. Всегда имеются ограничения, в том числе и в мозге эволюция реализовала компромиссное, не идеальное решение. Собственно она такое решение для всех ощущений нашла, и отсюда следует закон Вебера-Фехнера.

Данная тема мне интересна тем, что она затрагивает проблему реализации субъективных состояний в интеллектуальных системах, как естественного, так и искусственного происхождения. В том плане, что эти состояния подчиняются вполне определенным физическим ограничениям. И в какой-то степени развеивают туман нагнанный на эту проблему философами аналитиками, в виде «трудной задачи сознания», и не проходимой грани между описанием этих субъективных состояний (проблема квалия) и нейрофизиологическими коррелятами.

[noonv]

Если кого заинтересовала данная тема, то вот целый номер журнала посвещённый этому:
The origins of numerical abilities

[phenik]

Спасибо за ссылку, очень интересные публикации.