Открытие в мозге Zona Incerta ставит вопрос.
Homo Curious – это подобие Творца или плод эволюции?
Открытие в мозге Zona Incerta (зона неопределенности/неуверености) – прорыв в понимании нейробиологии механизма любопытства - влечения к новизне и тяге к неизвестному.
Схема работы Zona Incerta показана на рисунке.
1. При обнаружении предмета возбуждение инициирует работу нейронов этой зоны. Их задача определить, - это что-то знакомое или новое.
2. Если знакомое – достаточно поверхностного обследования.
3. Если новое – нужно глубокое исследование.
У мышей работа схемы проверена экспериментально. У людей, скорее всего, она будет работать подобным образом.

Т.о. напрашивается вывод, что открытие Zona Incerta раскрывает тайну нейробиологического механизма любопытства, подобно тому, как ранее уже были открыты механизмы 4х других важнейших механизмов: борьбы, голода, бегства и спаривания.

Но не все так просто. И такой вывод – сильное упрощение реального механизма (алгоритма), разработанного эволюцией. И возможно даже, что для понимания истинного алгоритма нам не хватит ни известной нам математики, ни известных нам понятий („многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий“).

Дело в тонкой и почти неуловимой границе, отделяющей любопытство от ситуационного интереса.

Считается, что и то, и другое – плод эволюции. Мы эволюционировали, чтобы приспособиться к миру неопределенностей. Любопытство может быть уподоблено аппетиту к знаниям, который может быть утолен конкретной информацией, заполняющей пробел в знаниях. Поведение при поиске такой информации определяется ожидаемой доступностью информации с использованием анализа затрат и выгод.

Любопытство и ситуационный интерес, хоть и кажутся синонимами, но эти два свойства личности различаются с точки зрения их теоретического обоснования, биологических основ, пусковых факторов, эмоциональной валентности, специфики информационного поиска и отношения с индивидуальным («шкурным») интересом.
• Ситуационный интерес является положительным аффектом, вызванным широким разнообразием ситуационных поводов (напр. как достичь чего-то). Любопытство же является важным фактором для развития личности, будучи аверсивным (не приятным) когнитивным состоянием, вызванным информационным пробелом.
• Ситуационный интерес следует гедонистическому принципу и связан с любовью мозга к опиоидам. Любопытство же понимается через теорию драйва и включает в себя дофаминергическую систему желаний.
• Ситуационный интерес побуждает людей приближаться к стимулу, в то время как любопытство способствует активному поиску недостающей информации.
Наконец, бывает 2 типа любопытства:
• прямое любопытство к тому, что провоцируется непредсказуемостью
• обратное любопытство к тому, почему возникло несоответствие.

✔️ Т.о. ситуационный интерес подобен голоду, жажде, потребности в безопасности или желанию размножаться.
✔️ Тогда как любопытство влечет нас к исследованию концептуальных миров. Мы радуемся, например, симметрии и чистой красоте математических моделей. Умная теорема может прельстить нас гораздо больше, чем кусочек шоколада.

Любопытство является прямым проявлением мотивации детей понимать мир и строить его модель. Любопытство ведет нас к тому, что, как мы думаем, мы можем выучить. Его противоположность, скука, отвлекает нас от того, что мы уже знаем, или от областей, в которых, согласно нашему прошлому опыту, вряд ли есть что-то, чему нас могут научить.

Резюмировать все вышесказанное можно так.
✔️ Эволюция научила мышей и людей ситуационному интересу и автоматизировала его алгоритмом работы Zona Incerta
✔️ Кто (эволюция или Творец) научил людей испытывать любопытство и скуку, тянуться к красоте математических моделей и умных теорем, ощущать трепет от прикосновения к великим тайнам мироздания, - пока не известно. И открытие Zona Incerta тут вряд ли поможет.

#Любопытство #Мозг #Эволюция

​​Математический язык мироздания мы знаем от рождения.
Интуиция геометрии зашита глубже чувств.
Будучи вычислительной надстройкой разума, интеллект базируется на информации от органов чувств. В этой связи вопрос – есть ли в нас нечто еще более глубокое и изначальное, чем наши чувства (зрение, осязание …)?
Иными словами, - есть ли у новорожденного какое-то фундаментальное знание об устройстве мира, от рождения «зашитое в его в когнитивном стартере»?

Опубликованное в апреле исследование определило фундаментальное изначальное знание, кардинально отличающее Homo sapiens от других животных. Это интуиция геометрии (см. мой пост про это).
Апрельское исследование экспериментально подтвердило — интуиция геометрии (интуитивный математический “язык мышления”) присутствует у людей, но отсутствует у бабуинов.

Новое исследование титулованных французских и израильских ученых осуществило следующий, еще более поразительный прорыв. Авторы доказали, что интуиция геометрии встроена в нас даже глубже чувств. Что позволяет нам пользоваться ею не только для визуального восприятия мира и построения его визуальных моделей, но и для других наших чувств, например, осязания.

Т.е. интуиция геометрии не связана с визуальным опытом людей, а отражает основное свойство познания, разделяемое всеми сенсорными модальностями. Например, она позволяет слепым от рождения людям спонтанно на ощупь распознавать широкий спектр геометрических свойств и визуальных представлений (топологические свойства замкнутости и непрерывности, евклидовые свойства расстояния, выравнивания, параллелизма…)

Это первое в мире систематическое исследование роли геометрического опыта в интуиции геометрии. Его результаты будут опубликованы в июльском выпуске журнале Сognition.

Прав был Галилей, когда примерно четыре века назад писал: «Мироздание написано математическим языком, а его буквы — это треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых люди не смогли бы понять ни слова».

И прав был Дидро, примерно три века назад описавший гипотезу абстрактного и амодального (сенсорно независимого) характера математических знаний в своем знаменитом «Письме о слепых» (для обоснования этой гипотезы Дидро использовал пример Николаса Сондерсона – гениального математика, ослепшего в возрасте одного года. Он, возможно, был одним из первых, кто открыл теорему Байеса).

Однако интегрировать прорывные идеи Галилея и Дидро удалось лишь теперь. И не только интегрировать, но и экспериментально подтвердить:математический язык мироздания мы знаем от рождения.

#ИнтуицияГеометрии #Мозг #Эволюция

Разум - это физическая конструкция или «форма» души?
Без ответа на этот вопрос все исследования AGI бесперспективны.
По гамбургскому счету, общепризнанного ответа на этот вопрос у науки нет. И как показал первый профессиональный батл двух признанных специалистов:
• у обеих позиций есть крепкие аргументы;
• но этих аргументов категорически недостаточно для научного признания позиции истинной;
• скорее всего, однозначный ответ на этот вопрос станет возможен лишь в иной мировоззренческой парадигме, синтезирующей материализм и томизм.

Следовательно, продолжение дискуссий в рамках каждой из двух изолированных парадигм:
✔️ материализма: разум - это чисто физическая конструкция, и когда мы поймем, как работает нейронная машинерия мозга, мы сможем смоделировать в ИИ нового поколения не только интеллект (вычислительный аппарат мозга), но и разум;
✔️ или томизма: душа - это «форма» тела (разница между живым телом и мертвым, включающая в себя материальный элемент (эмоции) и нематериальный (рассуждения и моральный выбор)); следовательно, моделирование лишь интеллекта и материального элемента не позволит воспроизвести разум;
- бессмысленно, ибо вопрос нерешаем.

Прекрасной иллюстрацией такого вывода является батл
• доктора медицины, нейробиолога и профессора нейрохирургии с 40-летней практикой Майкла Эгнора
• с профессором философии Королевского колледжа в Лондоне, а также Кембриджского и Нью-Йоркского университетов Дэвидом Папино.

Поразительно, но философ - теоретик Папино, занимающийся проблемой разума и сознания всю жизнь и написавший про это дюжину книг, считается одним из лучших в мире защитников материалистической парадигмы. А практика - нейрохирурга Эгнора весь его 40-летний опыт убедил в обратном, - что Бог существует, и что разум реален.

Проф. Папино уверен, что так называемый «объяснительный пробел» - это просто проявление интуитивного убеждения в истинности дуализма. Дело не в том, что идентичность разума и мозга трудно объяснить - в них просто трудно поверить.

А проф. Эгнор утверждает, что дуализм - это вовсе не заблуждение, а факт: разум - это не тот же тип сущностей, что и мозг. Осознание этого факта помогает нам понять, почему люди с расщепленным мозгом или только половиной мозга могут вести нормальную психическую жизнь и почему люди с массивным и необратимым повреждением мозга могут оставаться в сознании. Так что дуалистический подход в вопросах разума - это не просто интуитивный выбор. Этот подход основан на экспериментальных доказательствах. Независимо от того, считаем ли мы дуализм жуткой химерой, мы можем наблюдать его в экспериментах.

По сути, этот часовой батл подводит черту под бесконечными дискуссиями по данному вопросу.
Все сказано, и дальше нужно «либо крестик снять, либо трусы надеть»:
• признать бесполезность гипотез на основе лишь одной из противоположных парадигм;
• или признать поражение человеческого разума в понимании работы этого разума.

Впрочем, послушайте сами этот часовой батл.

А поскольку оба профессора текстуют будь здоров, как непросто, дам также ссылки на размеченные и аннотированные стенографические брифы пяти раундов батла.

Видео батла (1 час 5 мин)
Брифы 5-и раундов: 1, 2, 3, 4, 5

#Мозг #Разум #Сознание #AGI

Возможно, базисные модели машинного обучения превзойдут по своей отдаче для человечества пар, электричество и атом вместе взятые.
Возможно, они даже позволят людям такое, что нам сегодня трудно представить (например, обретение новых чувств – типа, музыковидения или эйфорияпередачи).
Но что они, скорее всего, не позволят – так создать сильный или универсальный ИИ (AGI), т.е. искусственный аналог человеческого, осознающего себя, сложного абстрактного разума с нетривиальной внутренней мотивацией и всеми присущими человеческому сознанию проявлениями.

О причинах, препятствующих этому, писали многие от Дрейфуса до Фьелланда. Однако, справедливости ради, надо признать, что все они анализировали возможности создания AGI лишь в рамках современной мейнстримной парадигмы («компьютерной метафоры мозга»):
• мозг – это биологический механизм, обладающий специфическими способностями разума и сознания;
• нужно на основе машинного обучения построить искусственный механизм с аналогичными способностями;
• как он будет устроен (конкретная архитектура и алгоритмы), и каким образом он будет обеспечивать аналогичные способности (подобно людям или иначе) – неважно (типа, самолет не машет крыльями, но летает).

✔️ Вот только, что если эта парадигма в корне ошибочна?
✔️ И что если, сменив парадигму, путь к AGI откроется?

Об этом мой новый пост (11 мин чтения):
- на Medium https://bit.ly/3jMfuYs
- на Яндекс Дзен https://clck.ru/XK3QU
#Мозг #Сознание #Трансдукция

​​Полвека в плену иллюзии закона Мура.
По вычислительной мощности люди уже давно превзошли Бога.
На Weekend Сartoon изображены:
• слева – реклама Boing 707 Clipper Jet 1958 г
• справа вверху - мэйнфрейм IBM 7090 (фото 1961 г)
• справа внизу – фото вводимого в строй до конца 2021 г суперкомпьютера Frontier
В 1985 Амар Гупта написал в книге Insights into Personal Computers:
«Если бы авиастроительная промышленность за последние 25 лет развивалась так же стремительно, как компьютерная индустрия, Боинг 767 сегодня стоил бы 500 долларов, и облетел бы земной шар за 20 минут на пяти галлонах топлива».
Сегодня это сравнение звучало бы так.
«Если бы авиастроительная промышленность за последние 75 лет развивалась так же стремительно, как компьютерная индустрия, Боинг 787 сегодня стоил бы дешевле коробка спичек, и облетал бы земной шар менее чем за 1 секунду, затратив менее 1 грамма топлива».

Чтобы ощутить вселенский масштаб прорыва человечества в области обработки информации не помогает даже стремящийся к экспоненциальности закон Мура. Он ведь оценивает лишь скорость удвоения количества транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы. А для оценки роста скорости вычислений нужно учитывать не только тактовую частоту вычислительных элементов, но и архитектуру вычислений, объем оперативной памяти, а также скорость и ширину каналов обмена информацией в вычислительной системе.
Если учесть рост всех этих показателей со времен знаменитого мэйнфрейма IBM 7090, появившегося 75 лет назад, как и Boing 707 Clipper Jet, получается просто немыслимый рост вычислительный мощности (1).
Хороший современный лаптоп примерно в квадриллион раз (10^15) превышает вычислительную мощность мэйнфрейма IBM 7090.
Объем недельных вычислений на современном ноутбуке потребовал бы на IBM 7090 больше времени, чем возраст Вселенной (14 миллиардов лет).

И это в сравнении с обычным современным лаптопом.
А если сравнить IBM 7090 с первым эксафлопным компьютером Frontier (выполняющим 1 000 000 000 000 000 000 операций в секунду), сборка которого на днях закончится в Национальной лаборатории Ок-Ридж (США) (2), то разрыв будет на несколько порядков больше, чем при сравнении мощности двигателя детской машинки и судового двигателя Wartsila-Sulzer RTA96-C (100+ тыс. л.с.)

Все вышесказанное относится к фантастическому прорыву в вычислениях (обработке информации).
Сравнивать это с «вычислительной мощностью» мозга (чтоб опровергнуть провокационный тезис подзаголовка), на мой взгляд, нет смысла, ибо мозг, скорее всего, вообще не вычисляет.
• Мозг работает не как компьютер.
• К мозгу не применима метафора HW и SW: он вовсе не HW (аппаратура) для выполнения алгоритмов SW (сознания и мышления)

Ссылки: 1 2
#Мозг #ВычислительнаяТеорияРазума

​​Открыт механизм формирования у людей хардвера для сверхразума.
Загадка творения Homo sapiens в замене всего лишь одной аминокислоты.

Разгадка механизма, позволившего человеку превратиться из разумного животного в богоподобного творца, - наиглавнейший вызов для человечества.
Эта разгадка
• не только приблизит нас к пониманию истоков способности людей к неограниченному познанию, ведущему к созданию новых миров и заселению их новыми разумными сущностями;
• но и позволит, хотя бы частично, попытаться реализовать эту способность в ИИ, что стало бы прорывом в науке и технологиях.

Новая работа большого международного коллектива ученых дрезденского Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка может стать важным шагом к разгадке механизма уникальности Homo sapiens.
Причем разгадки просто поразительной. Уникальность разума людей может проистекать из всего одного изменения аминокислоты в белке TKTL1, участвующего в генерации неокортекса.

Говоря понятным языком, у людей имеется куда более мощный генератор производства нейронов (нейрогенеза) неокортекса, чем у неандертальцев, динисовцев, прочих вымерших архаичных людей и приматов).
В результате этого, обладая примерно теми же размерами мозга и неокортекса (как у неандертальцев и пр.), люди оказались обладателями механизма построения у них в мозге куда более мощного нейронного вычислителя (типа, суперкомпьютера вместо лаптопа).

Открытый механизм формирования у людей хардвера для сверхразума поражает своей прорывной инновационностью.
✔️ Этот механизм гениально прост.
✔️ Он связан с минимальной генетической корректировкой уже существующего биологического вида, меняющей его дальнейшую эволюционную траекторию в сторону превращения в потенциально сверхразумное существо.
✔️ Он рассчитан на воплощение при любых вариантах развития событий на временном горизонте в несколько миллионов лет (поскольку в реальной истории Земли это заняло примерно 6 млн. лет).

О подобном гениально простом и сверхэффективном способе запуска антропогенеза, я писал в гипотетическом сценарии версии великого фантаста Артура Кларка, экранизированной гениальным Стэнли Кубриком в лучшем фантастическом фильме всех времен и народов «2001: Космическая одиссея».

Ну а то, насколько природа непостижимо шедевральна в инновационности своих решений, мы уже видели. Например, в отыскании оптимального принципа упаковки нейронов в мозге птиц, позволяющего упаковывать в 2 раза больше нейронов, чем такой же по массе мозг приматов, и в 4 раза больше, чем мозг грызунов.

В заключение стоит добавить, что новое объяснение человеческой уникальности минимальным генетическим отличием от ближайших родственников гораздо элегантней, чем предыдущее.
Напомню: тогда речь шла о двух уникальных мутациях т.н. «гена речи» FOXP2 якобы позволивших человеку качественно оторваться от всего живого, превратившись в единственное на Земле существо, способное членораздельно говорить. Эта гипотеза доминировала с 2002, но в 2018 была опровергнута – такой же как у нас вариант этого гена был обнаружен и у неандертальца.

Теперь же все предельно логично:
потенциальная вычислительная мощность компьютера в мозге Homo sapience оказался куда выше, чем у неандертальцев.

#Интеллект #Разум #Мозг #Эволюция

​​Фундаментальное переосмысление того, что такое разум и как работает мозг.
Три кита современной нейронауки противоречат эмпирическим данным и должны быть пересмотрены.
Опубликованный на прошлой неделе «Меморандум Баррет» - это призыв к «мировой революции» в научных представлениях о связи мозга, тела и разума.
Главного закоперщика меморандума, полагаю, представлять не нужно. Лиза Фельдман Барретт – одна из самых известных в мире современных нейроученых и психологов, заслуженный профессор, содиректор Междисциплинарной лаборатории аффективных наук, Основной член Института экспериментального искусственного интеллекта и автор супербестселлеров о мозге и эмоциях.
Кроме нее, меморандум подписали профессора, доценты и доктора наук из 13 университетов и научных центров США.

Авторы меморандума пишут о следующем.

А. Изучение взаимосвязей между мозгом и поведением до сего времени основывалось на трех основополагающих предположениях, которые ставятся под сомнение эмпирическими данными, полученными в результате визуализации человеческого мозга и нейробиологических исследований на животных.
1) Предположение о локализации: считается, что категории психологических событий (например, случаи страха), вызываются одним специальным психологическим процессом, реализованным в специальном нейронном ансамбле
2) Предположение «один к одному»: считается, что выделенный нейронный ансамбль однозначно отображает эту психологическую категорию, так что отображение обобщает контексты, людей, стратегии измерения и планы экспериментов.
3) Предположение о независимости: считается, что выделенный нейронный ансамбль функционирует независимо от контекстуальных факторов (таких как остальная часть мозга, тело и окружающий мир), и поэтому ансамбль можно изучать отдельно, не обращая внимания на эти другие факторы (т.е. контекстные факторы могут сдерживать активность нейронного ансамбля, но не должны коренным образом изменять его сопоставление с экземплярами психологической категории).

Б. Эти три допущения ошибочны, поскольку они коренятся в типологическом взгляде на разум, мозг и поведение, который был смоделирован на основе физики 19-го века и по сей день продолжает определять экспериментальную практику в большинстве исследований мозга и поведения.

В. Предлагаемый авторами альтернативный подход к пониманию взаимосвязи мозга и поведения подтверждается эмпирическими данными и предоставляет новые возможности для открытий.
В основе альтернативного подхода, который авторы назвали гипотеза сложности мозга, предположение, что мозг представляет собой сложную систему, на которую постоянно влияют входные сигналы от тела и мира. И что мозг создает разум посредством своих постоянных взаимодействий со своим телом, своим физическим окружением и с другими «отелесненными мозгами», входящими в его «социальный мир».

Предлагаемый авторами альтернативный подход кардинально отличается от существующего мейнстримного подхода.
• Последний основан на метафоре машины, подразумевающей, что систему можно разбить на независимые, отделимые механизмы, где каждый механизм можно изучать независимо друг от друга.
• Но многие области биологии показали, что биологические системы нельзя изучать как независимые механизмы, потому что функции систем возникают в результате коллективного взаимодействия их частей.
• Поэтому нейробиологи должны рассматривать мозг как сложную систему, функции которой возникают в результате динамических взаимодействий между нейронами, глиальными клетками и другими биологическими элементами.
• Авторы считают, что ментальные события возникают из-за сложного ансамбля сигналов, распределенных по всему мозгу, а также от сенсорных поверхностей тела, которые информируют о состояниях тела и внешнего мира. Как результат этого, конкретная психологическая категория (например, страх), даже в одном и том же контексте, может отображаться более чем одним ансамблем сигналов.

#Мозг #Разум

Гипотеза о сингулярности человеческого мозга может совершить тройной переворот в науке
Эта гипотеза Станисласа Деана (профессора Коллеж де Франс, директора INSERM 562 «Когнитивная нейровизуализация», Президента Национального научного совета по образованию, члена самых престижных академий наук мира и лауреата всевозможных орденов и премий в области мозга и когнитивных наук) способна перевернуть мир трижды.
• 1й переворот связан с объяснением «богоподобности» человека – сингулярности его мозга (абсолютной уникальности, неповторимости, своеобразии, необыкновенности …), качественно отличающей нас и ото всех животных (включая самых умных), и от машинного разума больших языковых моделей, типа ChatGPT.
• 2й переповорот возникает вследствие прорыва в понимании сакраментального вопроса – что из себя представляет «язык мыслей»;
• 3й переворот связан с объяснением природы ограничений машинного разума больших языковых моделей, не позволяющих им при любом масштабировании превратиться в человекоподобный разумом (см. примечание в конце поста).

Суть «Гипотезы о сингулярности человеческого мозга» в следующем.
✔️ Наш мозг - полиглот, использующий не единственный «язык мыслей» (внутренний язык мышления), а множество таких языков, кодирующих и сжимающих инфоструктуры в различных областях (математика, музыка, форма...).
✔️ Человеческое мышление способно порождать новые языки, оперирующие дискретными символическими моделями.
✔️ Люди характеризуются специфической способностью присоединять дискретные символы к ментальным представлениям и объединять эти символы во вложенные рекурсивные структуры, называемые «ментальными программами».

Проф. Деан с коллегами экспериментально подтвердили валидность «Гипотезы о сингулярности человеческого мозга», инструментально демонстрируя наличие чувства геометрической сложности уже у человеческих младенцев, при отсутствии этого чувства у взрослых бабуинов даже после обучения.

Видео лекции проф. Деан, прочитанной им на British Neuroscience Association 2023, только что выложено в сеть.

Краткое изложение «Гипотезы о сингулярности человеческого мозга» опубликовано в Trends in Cognitive Sciences.

Детальное описание см. в диссертации Матиаса Сабле-Мейера (научный руководитель Станислас Деан).

Важное примечание.
Тот факт, что генеративный ИИ больших языковых моделей – это нечеловеческий интеллект, не овладевший (как минимум, пока) всем разнообразием «языков мыслей» людей, вовсе не помешает такому ИИ:
• помнить недоступные для людей объемы информации;
• оперировать информацией с недоступной для людей скоростью;
• учиться с недостижимой для людей эффективностью:
• проявлять нечеловеческие способности, сопоставимые и превосходящие многие из способностей людей.
Так что важно не расслабляться.
Как говорит проф. Деан «Не время быть идиотами, ИИ может победить людей»

#Мозг #Разум

В последнюю пару лет нейротехнологии и технологии ИИ развиваются с колоссальной скоростью. А то, что происходит на стыке этих двух областей, просто выпадает из наших представлений о реальности, оказываясь где-то между фантастикой и магией.
В вышедшем 6 лет назад романе Виктора Пелевина «iPhuck 10» живописно показана огромная роль технологий транскраниальной магнитной стимуляции мозга для всех аспектов жизни людей в конце 21 века.
Гениальный технопровидец нашего времени ошибся лишь в одном – в сроках. Технологии транскраниальной магнитной, электрической и прочей стимуляции уже в 1й половине этого века кардинально изменят жизнь людей: как они будут учиться и отдыхать, работать и развлекаться…

Продолжить чтение моего комментария для BRIEFLY (еще 1 мин) можно на одноименном канале
#нейротехнологии #мозг

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

​​Сверхважный прорыв к «Единой теории всего».
«Конституция биоматематики» прошла экспериментальную проверку in vitro.
Полтора года назад я рассказывал об открытии, сделанном в японском Центре исследований мозга RIKEN. Это открытие, образно говоря, вписало новую статью в «конституцию биоматематики» - Принцип свободной энергии Карла Фристона. Суть открытия заключалась в имитации механизма самоорганизованного обучения нейронов в сети мозга при поступлении нового сенсорного ввода путем минимизации свободной энергии нейронов - т.е. минимизируя сюрпризы в предсказаниях своей модели.

Информация к размышлению.
• Согласно современным научным представлениям, биологический мозг людей и животных постоянно самооптимизируется (самоорганизованно обучается), перестраивая структуру и силу нейронных связей для адаптации к меняющимся условиям в целях сохранения гомеостаза организма.
• В результате этой постоянной самооптимизации мозга появляются и развиваются разум и сознание живого существа. Весь его жизненный опыт (в виде сенсорных внешних и внутренних ощущений) перерабатывается в самооптимизирующуюся «перепрошивку» нейронных сетей.
• Но что за базовый механизм лежит в основе самооптимизирующейся «перепрошивки» нейронных сетей мозга – великая тайна для человечества. Раскрыв ее, можно будет понять общее устройство и принципы функционирования сознания биологических существ.
• Широко распространенным мнением в околонаучных кругах (в научных, об этом говорят лишь шепотом) является предположение, что принцип, лежащий в основе жизни и разума, станет краеугольным камнем «Единой теории всего»

Спустя полтора года после успешной имитации механизма самоорганизованного обучения нейронов в соответствии с принципом свободной энергии, та же группа исследователей Центра исследований мозга RIKEN (ведущий автор Такуя Исомура) сообщила о следующем этапе экспериментальной проверки – теперь уже не на модели, а на реальных нейронах (In vitro).

Используя новую технику обратной инженерии, авторы исследования смогли подтвердить количественные прогнозы принципа свободной энергии, используя in vitro сети нейронов коры головного мозга крыс, которые выполняли причинно-следственный вывод.
Исследователи организовали этот процесс, используя сетку электродов под нейронной сетью, чтобы стимулировать нейроны крыс по определенной схеме, которая смешивала два отдельных скрытых источника. И после всего 100 тренировок нейроны автоматически стали избирательными: некоторые стали очень сильно реагировать на источник №1 и очень слабо — на источник №2, а другие наоборот.

Прорывным результатом этого исследования стало доказательство in vitro, что принцип свободной энергии является принципом самоорганизации биологических нейронных сетей. И это может означать, что принцип свободной энергии – это и есть фундамент «Единой теории всего»

В подтверждение этого, голосование "Who wins at the end of the universe?", проведенное в X Йоша Бахом сразу после выхода исследования, показало обновленные шансы четырех главных претендентов на звание «Единой теории всего»
• Принцип свободной энергии Карла Фристона - 44%
• Концепция рулиады Стивена Вольфрама - 31%
• «Точка Омега» Фрэнка Типлера - 16%
• Микротрубочки Пенроуза-Хамероффа - 9%

#Мозг #Разум #ЕдинаяТеорияВсего

​​Как выглядит божественная гениальность.
Фантастический поворот в раскрытии сокровенной тайны эволюции - исключительности разума людей.
Божественную гениальность отличает предельная по простоте и элегантности универсальность решения, - как, например, в «золотом сечении» и формуле Эйнштейна.
Новым примером этого может стать открытие способа триггерного усовершенствования разума наших далеких предков, позволившего им преодолеть пропасть, отделяющую разум животных от разума существ – носителей высшего интеллекта на Земле. Звучать это открытие может, например, так – «не труд превратил обезьяну в человека, а способность отличать AB от AA, BB и BA».

Гипотеза о том, что наделяя людей качественно иным разумом, чем у животных, Творец (природа, эволюция, инопланетяне … - кому что нравится) использовал чрезвычайно простой, но немыслимо эффективный способ, за десятки лет исследований обросла разными версиями. Многие из них, так или иначе, предполагают, что для того, чтобы стать людьми, обезьянам не хватает рабочей памяти. Но структурные отличия мозга людей и высших обезьян невелики и относятся, в основном, к отделам, связанным с решением социальных задач. Это позволяет предположить, что различия между интеллектом человека и высших обезьян не столько качественные, сколько количественные: обезьяны обладают теми же умственными способностями, что и люди, но не в той же мере развитыми.
Если же все же искать качественное отличие, то есть, например, интересная гипотеза Дуайта Рида, что ключевое значение имеет объем кратковременной памяти, измеряемый количеством идей или концепций, с которыми «исполнительный компонент» рабочей памяти может работать одновременно. Малый объем кратковременной памяти не позволяет обезьянам мыслить рекурсивно, и в этом состоит важнейшее качественное отличие обезьяньего интеллекта от человеческого (примеры, как это работает см. в статье Александра Маркова).

Гипотезу Рида, как и другие похожие гипотезы, не просто доказать. Ведь и среди людей немало тех, кто подобно животным, не могут обдумывать комплексно, как часть единой логической операции, более одной, максимум двух идей. К тому же связь между величиной short-term working memory capacity и способностью к рекурсивному мышлению, поди экспериментально докажи.

Вот почему столь ценна новая гипотеза, экспериментально проверенная на животных и людях в исследовании Йохана Линда и коллег «Тест памяти на последовательности стимулов у человекообразных обезьян».

Воистину божественная гениальность предельно простого и элегантного решения в том, чтоб сформировать у животного способность различать последовательность стимулов, отличая, например, последовательность AB от AA, BB и BA.

Авторы показали, что шимпанзе бонобо не могут запомнить порядок двух стимулов даже после 2000 попыток. Тогда как 7-летний ребенок размер кратковременной памяти у которого примерно совпадает с шимпанзе, делает это с первых попыток.

Теперь, если эта гипотеза будет подтверждена в экспериментах с другими членами «великолепной четверки» высших земных разумов (врановыми, китообразными и осьминогами), механизм исключительности разума людей может перестать быть сокровенной тайной эволюции.

#Интеллект #Разум #Мозг #Эволюция

Приоткрыта тайна искусства легких касаний
Кайф нежных поглаживаний любимых, детей и котиков – это фундаментальный социальный язык, встроенный эволюцией в глубины подсознания. И возможно, это даже портал в душу
Новая фантастически интересная научная работа «Эволюционно консервативные нейронные реакции на аффективные прикосновения у обезьян выходят за пределы сознания и изменяются с возрастом» посвящена феномену "аффективных прикосновений".
Этот феномен – не что иное, как "легкие касания" из названия романа Виктора Пелевина "Искусство легких касаний". Ритмичные, медленные, нежные прикосновения, которые играют важную роль в социальных отношениях людей, приматов, наших домашних питомцев и прочих млекопитающих.

Они действуют, как своего рода социальный наркотик – успокаивающий и доставляющий приятные ощущения их реципиентам, которые при этом расслабляются и ловят кайф.
Секрет легких касаний в их особом механизме, активизирующем совсем иные области мозга, чем при любых иных (не легких) касаниях.
В результате этого получается, что легкие касания для их реципиента ощущаются:
• не как «внешние ощущения» (от внешних раздражителей – зрение, слух, осязание, обоняние, вкус), информирующие мозг о событиях и объектах внешнего мира;
• а как «внутреннее ощущение» (типа боли, голода, жажды, температурных ощущений, необходимости бежать в туалет)
• что и превращает приятность легких касаний в своего рода наркотик, а то, что вас почесывает и гладит кто-то другой, делает этот наркотик социальным (кстати, тут как со щекоткой – самого себя гладить нет смысла)
N.B. Легкость касаний вполне измерима: скорость прикосновений (должна быть от 1 до 10 см/с), нежный нажим и ритмичность (не буду дальше усложнять текст цифрами).

Два ключевых результата нового исследования
1) Кайф от легких касаний эволюционно впаян в подсознание (аффективная обработка прикосновений может быть бессознательной). Т.е. такой кайф можно испытывать, даже находясь без сознания.
2) С возрастом чувствительность к аффективным прикосновениям снижается. Т.е. этот механизм с годами деградирует, как и потенция.

Важное замечание
Предположительно (нужны еще эксперименты), легкие касания играют роль особого сверх-языка, не доступного для ИИ на основе больших языковых моделей.
• Этот язык активизирует интероцептивные зоны мозга, связанные с обработкой эмоций и внутренних ощущений. Легкие, деликатные касания способны передавать глубокие эмоциональные послания, формировать близость и связь между людьми.
• Развитое искусство легких касаний может позволять чутко, ненавязчиво "касаться" чужих эмоций, внутренних переживаний - тонко их ощущать и сопереживать, превращаясь из физических в легкие метафорические "касания" внутреннего мира других людей.

Т.е. по сути, язык легкий касаний может служить порталом из физического мира в нематериальный, духовный мир людей – особый портал в душу.

Картинка поста https://telegra.ph/file/6f6c3398488923a308938.jpg
Исследование https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2322157121
#нейробиология #поведениe #мозг #чувства

Почему старея, мы слабеем телом и душою.
Во всём виноват мозг: точнее, его энергосберегающая стратегия.
"Модель энергосбережения мозг-тело" (Brain-body Energy Conservation, BEC) – это новая прорывная теория многообещающей междисциплинарной науки — митохондриальная психобиология.
Почему мы стареем, более или менее, понятно – общий износ организма на клеточном уровне.
Но вот почему с возрастом нас все больше донимают разнообразные малоприятные внешние признаки и функциональные изменения, объясняемые нами стандартной фразой «старость — не радость»?
Зачем нам все это, и откуда берутся:
• нарастающая усталость и снижение физической активности?
• снижение сенсорных способностей и ухудшающие изменения в иммунной системе?
• и уж совсем обидные для полноценной жизни всякие там гормональные "дефициты"?

Лаборатория митохондриальной психобиологии, руководимая Мартином Пикардом, изучает энергетический интерфейс между разумом, мозгом и телом, связывающий молекулярные процессы в клеточных энергогенераторах - митохондриях с человеческим опытом. Ведь энергия — это сила, которая оживляет геномное, молекулярное и клеточное оборудование системы мозг-тело. Поток энергии регулирует активность мозга и порождает человеческий опыт. Энергетический поток поддерживает наше здоровье, будучи фундаментом наших способностей исцеляться, адаптироваться и преодолевать трудности. [1]

Новый препринт рассматривает мозг как посредника и управляющего в энергетической экономике организма. [2]
Эта модель описывает:
- энергетические затраты на клеточное старение,
- как восприятие мозгом повышенного потребления энергии связано с признаками старения,
- энергетические принципы, объясняющие, как стрессовые факторы и вмешательства в геронтологию могут изменять траектории старения.

Вот основные идеи исследования.
1. Парадокс старения
Старение связано с противоречивыми изменениями в энергетическом метаболизме. На клеточном уровне с возрастом увеличивается потребление энергии из-за накопления молекулярных повреждений, однако общее потребление энергии организмом уменьшается.
2. Роль мозга
Мозг играет ключевую роль в управлении энергией в организме. По мере того как соматические (телесные) ткани повреждаются с течением времени, они активируют стрессовые реакции, которые требуют много энергии. Эти поврежденные клетки выделяют сигнальные молекулы (цитокины), которые сообщают мозгу о повышенном потреблении энергии.
3. Энергосберегающий ответ мозга
Чтобы сберечь энергию, мозг инициирует ответ на энергосбережение, который определяет внешние признаки и функциональные изменения при старении. Это включает усталость, снижение физической активности, ухудшение сенсорных способностей, изменения в иммунной системе и гормональные "дефициты".

Таким образом, эта модель предлагает объяснение того, как мозг управляет энергетическими ресурсами организма в условиях старения, что приводит к типичным признакам старения и как на эти процессы можно влиять.

Последнее означает столь желанную для каждого цель – как стареть, не плохея, и не теряя тем самым качество жизни.

N.B. Предыдущий этап прорывных работ Лаборатории митохондриальной психобиологии уже прошел рецензирование и только что опубликован [3]. Суть исследования в том, что наш психосоциальный опыт (напр. социальные связи, достижение целей в жизни, одиночество, депрессия …), через биологические процессы на клеточном уровне, влияет на здоровье, поведение и эмоциональные состояния человека и, в целом, на продолжительность жизни.

Эти работы, говоря словами Дэвида Чалмерса, приближают науку к пониманию как материя переходит в «не-материю» и обратно.

А за этим пониманием маячит решение трудной проблемы сознания.

Картинка https://telegra.ph/file/f80fcaa34866899ab8612.jpg
1 https://www.picardlab.org/
2 https://osf.io/preprints/osf/zuey2
3 https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317673121
#Старение #Мозг #МитохондриальнаяПсихобиология