Найдена формула разума. Она элегантна, как E=mc2, и столь же непоколебима.
Эта формула приближает человечество к решению 2х колоссальных вызовов:
— созданию великой объединенной теории функций мозга и
— построению нейроморфных компьютеров.

Об этом мой новый пост https://bit.ly/2tXINMv

#Критичность #НейроморфныйКомпьютинг #Мозг #Нейронауки

На шаг ближе к тайне мировосприятия
Новое открытие Университета Дьюка приоткрывает тайну того, как мозг способен обрабатывать сразу несколько внешних сигналов - например, слушать рассказ приятеля на вечеринке с музыкой, играющей в фоновом режиме, выделять жужжание цикады из ночной симфонической трели множества насекомых или слышать дыхание спящего ребенка, наблюдая за перипетиями сюжета нового сериала.
Удивительно, но оказывается в мозге эта задача решается уже известным нам инженерным способом. Еще на заре телекоммуникаций инженеры разработали хитрый способ одновременной передачи нескольких телефонных звонков по одному проводу. Названный временным мультиплексированием, этот метод позволяет несколько сигналов или битовых потоков передавать одновременно как подканалы в одном коммуникационном канале.
Оказалось, что нейроны работают ровно так же, сохраняя информацию о двух разных раздражителях из внешнего мира одновременно, просто переключаясь между ними.

Кажется просто? Но это меняет наши представления о перцептивных и когнитивных ограничениях мозга.
Это позволяет понять, как мы можем реагировать и на визуальный образ диванной подушки, и дивана, на котором она лежит, - т.е. как мозг заключает, что и подушка, и диван присутствуют в том, что мы видим.

Эти данные дают ключ к пониманию механизма работы мозга, когда он должен делать больше, чем что-то одно с помощью ограниченного набора нейронов. Например, наша рабочая память - количество вещей, которые мы можем держать в уме за один раз, - ограничена примерно пятью-семью элементами. И хотя проведенные пока что эксперименты непосредственно не тестируют рабочую память, исследователи считают, что дальнейшие исследования могут помочь объяснить это ограничение.

Подробней:
- популярное изложение ;
- научная статья

#Нейронауки #Восприятие

Как повысить эффективность обучения - рекомендации нейронауки для тренеров по обучению, да и, вообще, для каждого.
Наш мозг имеет почти бесконечные возможности. И чтобы развивать их, необходимо одно – уметь эффективно учиться.
И хотя языки, например, лучше изучать с раннего возраста, но, в принципе, пластичность мозга чрезвычайно велика, и можно эффективно учиться и взрослым. Ведь мозг, в этом смысле, подобен мышцам. Его умелая, эффективная тренировка – обучение - ключ к росту производительности.
О способах максимально увеличить эффективность обучения – новая книга «Учитесь! Таланты мозга, вызов машин» всемирно известного исследователя Станисласа Деана (титулованного нейроученого и автора мировых бестселлеров).
Книга пока только на французском. И потому самое важное в моём новом посте (на 5 мин чтения)
• на Medium https://bit.ly/2BBCNy2
• на Яндекс Дзен https://bit.ly/2TOMFM6
#Нейронауки #Обучение

Обнаружена неизвестная ранее область мозга, уникальная для людей.
Возможно, это ключ к пониманию разума и спасение от болезни Паркинсона.
Не пожалейте минуту, чтоб взглянуть на феноменально виртуозную игру этого гитариста.
Это, действительно, почти что уровень Бога! Но выделывать такое может только человек. Даже самые умные из обезьян, осваивающие словарный запас в сотни слов, способные на абстрактное мышление, мастерящие себе орудия и проходящие «зеркальный тест» самосознания, - не могут ничего подобного.
«Я не могу представить, что шимпанзе сможет играть на гитаре столь же ловко», - говорит профессор Джордж Паксинос, потративший 30 лет на поиск глубоко спрятанной, неизвестной доселе области мозга, управляющей тонкой моторикой движений человека. Без нее невозможна ни игра на гитаре, ни тысячи иных тончайше скоординированных мозгом движений.
Но эта тонкая моторика движений не только позволила человеку выйти на уровень Бога во всем, что делается руками. Без этого человек просто не стал бы человеком, освоив огонь для приготовления пищи, бесконечно совершенствуя инструменты, обретя членораздельную речь, а потом и письменный язык и постоянно совершенствуя абстрактное мышление и творческие способности. Всё это – результат обретения человеком тонкой моторики движений.
Профессор Паксинос – ученый мирового уровня по нейроанатомии мозга – предположил наличие в мозге человека скрытого региона аж 30 лет назад. И только теперь, с помощью новейших методов исследований, он его нашел.
Это открытие, среди прочего, может помочь исследователям в поиске лекарства от некоторых неизлечимых ныне болезней, включая болезнь Паркинсона. И хотя это великое дело, но есть последствие и покруче. А точнее говоря, последствие наивысшей крутости – раскрытие тайны уникальности человеческого разума.

Продолжить чтение (еще на 2 мин.) можно:
- на Medium
- На Яндекс Дзен

#Нейронауки #Мозг

Подвижный интеллект – генератор разума.
И этот генератор нельзя приобрести, т.к. он наследуется.
Интеллект зависит, как от HW (структура мозга – размеры его регионов и их связанность), так и от SW («прошивка» - меняющаяся в процессе обучения и опыта коммутация нейронной сети).
Согласно доминирующей теории когнитивных способностей (Кеттелла — Хорна — Кэрролла), SW интеллекта включает в себя:
1) подвижный интеллект (fluid intelligence) — способность мыслить логически, воспринимать и запоминать новое, решать новые непривычные проблемы;
2) и кристаллизовавшийся интеллект (crystallized intelligence) — накопленный опыт и способность использовать усвоенные знания и навыки.
1й – это своего рода фреймворк для разработки приложений, а 2й – сами приложения, умеющие делать разные полезные вещи.

Но ведь эти приложения всего лишь результат использования (пока не понятно кем) фреймворка. А у разных людей сложность и совершенство этого фреймворка сильно разная. Причем настолько, что одно и то же обучение:
• одним людей позволяет оснастить себя шикарным набором новых приложений;
• другим – обзавестись набором приложений попроще;
• третьим – лишь увеличить число багов в уже имеющихся у них приложениях.

Все вышеизложенное долгое время (как минимум, с 1971, когда была разработана theory of fluid and crystallized intelligence) оставалось теорией. Но с развитием методов всевозможного сканирования и картирования мозга начались прорывы.

В начале этого года, использовав данные сотен участников проекта «коннектом человека», сразу несколько ведущих лабораторий мира продемонстрировали, что паттерны связности мозга создают «индивидуальные отпечатки», отличающие каждого человека. Люди с сильными функциональными связями между определенными регионами имеют обширный словарный запас и проявляют более высокий подвижный интеллект. Они, как правило, имеют лучшее образование и удовлетворенность жизнью, а также лучшую память и внимание.
Люди же с более слабыми функциональными связями среди тех же самых областей мозга имеют более низкий подвижный интеллект, снижающий способности к концентрации внимания и, в целом, к обучению.

За 1й волной прорывов пошла 2я. Новое исследование на 424 добровольцев дало ответ на вопрос – можно ли, проанализировав размеры отдельных областей мозга, оценить уровень подвижного интеллекта человека (т.е. сложность и совершенство его фреймворка для разработки приложений)?
Исследователи однозначно ответили – да. При этом для выявления значимых различий в уровне подвижного интеллекта, достаточно проанализировать лишь две структуры в мозге – парагиппокампальную кору и хвостатое тело.

Иными словами, можно заранее определить,
• кого стоит учить сложным навыкам,
• а кого – только время терять.

Вот такая, извините, получается почти что нейро-евгеника HW (что вовсе не отменяет значение социо-культурной прошивки SW).

Авторы исследования уже поставили следующую цель – найти способ усиления подвижного интеллекта на имеющемся HW. Всякие там нейро-импланты и т.д.

- Популярно
- Научно за пейволом
- Открытый текст

P.S. Эта новость имеет важный подтекст. Если наш интеллект все же так сильно зависит от наследуемого HW, то опасения Харари о скором появлении супер-людей за счет перепрошивки их алгоритмов (SW), оказываются несколько преждевременными.
P.P.S. Инфу об исследовании прислал читатель канала, планирующий использовать метод исследования в весьма перспективном новом проекте. Если взлетит – напишу.

#Нейронауки #Мозг #Обучение

​​Ключевое отличие людей от ИИ - мы по-разному видим мир.
Как устроен зашитый в нас алгоритм понимания физики мира.
Сколько видео падающих предметов нужно показать нейросети, чтобы она «поняла», - тяжёлые предметы НЕ падают быстрее лёгких? Миллиона падений тысяч предметов хватит?
Не факт.
А вот Галилей решил эту задачу в уме, – проводя мысленные эксперименты. А бросать шары разной массы с Пизанской башни он пошел лишь, когда уже понял ошибку Аристотеля, считавшего, что время падения зависит от массы.

Но ведь нейросеть, которой показывают видео разных падений, не знает, что такое масса. И потому, в лучшем случае, может определить размеры падающий объектов. А то, что один из шаров, например, стальной, а другой - пластмассовый, она знать не может. Ибо ни сталь, ни пластмассы ей не известны.

Ну а допустим, человек-наблюдатель тоже ничего не знает про сталь и пластмассы. Может он оценить на взгляд массу объекта?
Да запросто! У него для этого, извините за каламбур, масса способов.
Например:
- если предметы падают в воду, человек оценит силу всплеска;
- а если падение на мягкую основу (например, подушку), достаточно будет визуально оценить глубину вмятин;
- если же предметы вообще лежат на плоскости, можно попытаться оценить, насколько они сдуваемы ветром;
и т.д. и т.п.

А теперь внимание!
✔️ Все эти (и кучу других) вариантов оценки человек делает интуитивно – их алгоритмы просто во всех нас зашиты от рождения.
✔️ Эти алгоритмы работают и когда мы спим, - т.е. и в наших снах закона Ньютона неукоснительно выполняются.

Фантастически изобретательная экспериментальная проверка, была проведена в исследовании «Инвариант представления массы в мозге человека». Людям показывали 3х сек. видео бросания предметов в воду и на подушку, их сдувание феном со стола, падения составных башенок и т.д. (см. рисунок). При этом, с помощью функционального МРТ пытались понять, можно ли декодировать представления человека о массе объекта по нейронной активности определенных областей мозга.

Получилось следующее.
- Интуитивное решение таких задач происходит в премоторных лобных и теменных областях мозга.
- Формируемый в этих областях инвариант представлений о массе служит в качестве входных данных для некоего «обобщенного физического движка», формирующего наше понимание физики мира (сил, масс тел и их движения под действием сил).
- Работа нейронной сети «обобщенного физического движка» позволяет нам планировать свои действия в физическом мире с учетом материала, трения и энергии движения объектов.

Из результатов исследования получается, что и формирование представлений о физике мира, и планирование действий осуществляется в одних и тех же областях мозга.
Теоретически, подобное можно было бы попытаться делать, используя причинно-генеративную модель объектов и их динамики.
Но КАК это делается нейросетями мозга, - пока никаких идей.

Зато, когда появятся, ИИ сможет увидеть мир, как его видят люди.
Увидеть таким, каким его можно понять.
Но это будет уже совсем другой ИИ.

#Нейронауки #ИИ

Происходящее в вашей голове и есть реальность.
Самочувствием и здоровьем можно управлять силой воли.
- Профессор, это правда? Или это все происходит в моей голове?
- Да, это все происходит в твоей голове, Гарри, но почему это не должно быть правдой?
“Гарри Поттер и Дары смерти”

Издавна известно - «усилием воли» можно улучшать свое здоровье и самочувствие. А накачиванием себя излишними переживаниями и нервотрепкой – может подкосить и то, и другое.
Неверящим в это напомню, что положительное влияние физических упражнений и «эффект плацебо» имеют надежное экспериментальной подтверждение. Досконально проверено и противоположное: например, отрицательное влияние эмоционального стресса на желудочно-кишечную, сердечно-сосудистую, метаболическую и иммунную системы.
Из этого следует, что наше сознание способно управлять не только движением, познанием и эмоциями, но и нашим ощущением своего тела. Причем как субъективным (самочувствие), так и объективным (здоровье). И это при том, что «психофизическая проблема (the mind-body problem)» традиционно трактует разум и тело как отдельные феномены, принципиально различные по своей природе.

До сих пор отношение сознания и деятельности мозга (т.н. трудная проблема) остается неясным.
Но с практической стороны все прекрасно понимают, что связь «разум-тело» необходима для нормальной работы органов. А если эта связь «разлажена», появляется основа для психосоматических расстройств.

Т.о. крайне важно понять.
✔️ Как разум (концептуально связанный с корой головного мозга) влияет на вегетативную и эндокринную системы, которые контролируют внутренние органы?
✔️ И какие области коры головного мозга являются источником нисходящих команд для управления функцией органа?

Связь между центральной нервной системой и внутренними органами опосредуется симпатическим и парасимпатическим подразделениями вегетативной нервной системы. 1я подсистема отвечает за формирование у тела реакции «борьбы или бегства». 2я – это подсистема «отдыха и усвоения», действующая в противоположном направление к 1й, ликвидируя последствия ответной реакции “борьбы или бегства”.

Мы много знаем о нервных связях, которые связывают вегетативный выход из центров ствола мозга и спинного мозга с конкретными органами. Однако нейронные цепи, которые связывают более высокую функцию мозга и центральные участки (например, кору головного мозга) с вегетативным выбросом и функцией органа, не были четко определены.
Мультисинаптическая природа этих цепей делает их трудными для изучения. Это связано с тем, что большинство традиционных индикаторов способны определять только прямые входы и выходы из органа. Этот недостаток был преодолен путем использования нейротропных вирусов в качестве транснейрональных трассеров.

В результате удалось напрямую проследить связи различных областей коры головного мозга с мозговым веществом надпочечников. Оно управляет выработкой адреналина и норадреналина. Эти гормоны изменяют артериальное давление, усиливают и расслабляют работу сердца, расширяют и сужают просветы бронхов, изменяют уровень сахара в крови. Что и формирует у тела реакции «борьбы или бегства» или наоборот.

Главный вывод исследования.
✔️ В мозге нет изолированного кортикального центра симпатического контроля.
✔️ Нисходящие команды к мозговому веществу надпочечников приходят из различных моторных, когнитивных и аффективных сетей в коре головного мозга.
✔️ Каждая из 3х названных сетей коры имеет независимый и параллельный доступ к мозговому веществу надпочечников.

Из чего следует, что
• движение (например, бег на дорожке или лыжах),
• познавательная деятельность (например, чтение этого поста или решение тензорных уравнений),
• а также переживание эмоций (например, слушание Баха),
- могут генерировать одни и те же психосоматические реакции тела.

Что в итоге подтверждает слова проф. Дамблдора.
Происходящее в вашей голове и есть реальность.

#Нейронауки

Эволюция встроила в нас удивительное свойство, извлекать из обилия данных именно то, что соответствует нашим представлениям и гипотезам.
Это свойство в индивидуальной жизни формирует основу наших когнитивных искажений, с которыми мы не можем ничего поделать, даже если понимаем их причину.
Но и на уровне социумов это свойство имеет похожее следствие. Наука, формирующая коллективные представления о мире, развивается под его большим влиянием. А поскольку бурное развитие инфотеха и биотеха предоставляет исследователям уже не озера, а моря и океаны данных, извлечение из них именно того, что соответствует гипотезам исследователей, становится все проще.
Последствия этого зачастую прискорбны. Но в преддверие выходных лучше рассмотрим какой-то веселенький и позитивный пример.

Скажем, - сексуальная привлекательность: как ее восприятие запрограммировано в нас эволюцией.

Продолжить чтение (4 мин.):
- на Medium https://bit.do/frbYy
- на Яндекс Дзен https://clck.ru/M7fKh
#эволюционнаяпсихология #нейронауки

На пороге коперниканской революции в науках о мозге.
Нейронные сети – лишь грубое дискретное приближение волнового механизма работы мозга.
Мы привыкли думать, что основой всех изучаемых наукой процессов в мозге (от восприятия до сознания) являются триллионы взаимодействий нейронов в гигантской сети (или гиперсети) мозга – коннектоме.
• В этой научной парадигме работают практически все научные центры мира.
• На ее базе строятся почти все теории мышления, познания и сознания человека.
• Она же лежит в основании уподобления коннектому искусственных нейронных сетей, на чем зиждутся большинство гипотез о возможностях масштабирования моделей ИИ до уровня интеллекта людей.
При всем при этом, у данной парадигмы есть один принципиальный недостаток –
ни одна из построенных в ее рамках теорий не позволяет понять организацию и динамику работы мозга на основе структурированных паттернов активности нейронов.
Затык настолько капитален, что впору менять парадигму.

И вот новое исследование под руководством профессора Джеймса Панга из Института Тернера и Школы психологических наук Университета Монаша «Геометрические ограничения на функции человеческого мозга» дало сенсационные результаты.

Авторы решили проверить альтернативную парадигму.
Ее суть в том, что не взаимодействие между различными областями мозга имеет решающее значение для того, как мы думаем, чувствуем и ведем себя, а геометрическая форма мозговых структур.

Основанное на коннектоме дискретное представление работы мозга опирается на абстрактное представление его анатомии, напрямую не учитывающего его физические свойства и пространственное встраивание (то есть геометрию и топологию). Эти характеристики явно включены в альтернативную (не дискретную, а полевую) парадигму, представленную широким классом теорий нейронного поля (NFT).
Согласно NFT, моды, основанные на геометрии мозга, представляют собой более фундаментальное анатомическое представление динамики, чем коннектом.

Для пояснения, авторы исследования используют метафору скрипичной струны.
• Дискретные методы на основе коннектома, подобны попыткам описать звучание скрипичной струны на основе динамики колебаний атомов материала, из которого струна изготовлена.
• Но структурированные паттерны активности возбуждаются почти во всем мозге, точно так же, как музыкальная нота возникает из-за вибраций по всей длине струны скрипки, а не только ее отдельных сегментов.
• Точно так же, как резонансные частоты скрипичной струны определяются ее длиной, плотностью и натяжением, собственные моды мозга определяются его структурными (физическими, геометрическими и анатомическими) свойствами.

Авторы исследования проанализировали 10+ тыс. карт активности МРТ и обнаружили, что собственные моды, определяемые геометрией мозга — его контурами и кривизной — представляют собой самые сильные анатомические ограничения на функции мозга, подобно тому, как форма барабана влияет на звуки, которые он может издавать.

Используя математические модели, авторы исследования подтвердили теоретические предсказания о том, что тесная связь между геометрией и функцией обусловлена волнообразной активностью, распространяющейся по всему мозгу, точно так же, как форма пруда влияет на волновую рябь, образуемую упавшим в воду камнем.

Подробней:
• Популярно
• Научно
• Видео-рассказ на полчаса

От себя добавлю.
Если волновая парадигма работы мозга заменит дискретную, то все наработки и перспективные идеи по созданию ИИ человеческого типа будут спущены в унитаз. И придется начать все с начала. Причем, с принципиально иного начала.
Что никак не уменьшит огромную ценность больших моделей на основе нейросетей в качестве самого могучего из придуманных человечеством инструментов (но лишь инструментов и ничего более).

#Нейронауки #Мозг #Коннектом #NFT