Ifølge Dr. Joe Tina, en ledende neurolog på University of Augusta i Georgia, nøglen til at intelligens ligger i en enkel, prunkløs ligning: N = 2i – 1. Teorien om forbundethed Tina er beskrivelsen af, hvordan vores milliarder af neuroner fleksibelt mødes ikke kun den pædagogiske viden, men også krystallisering af de begreber undersøgt og ekstrapolering af ideer, og ræsonnement om ting, som vi ikke har oplevet.
“Intellekt i sit grundlag ligger i den usikkerhed og de endeløse muligheder,” siger Tin.
Hvis du incredulously stirrede på den ligning, du er ikke alene. Teorien synes så almindelig, at det er nemt at afvise som endnu et forsøg på at opklare de neurale kode er kun en teori, uden beviser.
Men i det nye værk, der blev offentliggjort i Grænser i Systemer, Neurovidenskab, Tzin og hans team har testet teorien i en række eksperimenter med dyr, og fandt ud af, at det kører for syv forskellige områder i hjernen, for at identificere de grundlæggende adfærdsmæssige funktioner, såsom fodring, hukommelse og frygt.
Og enkelhed er ikke det mest chokerende aspekt af den idé, Tina.
Hvad der er endnu mere kontroversielt, at den teori passer sammen ansigt til ansigt med de grundlæggende doktrin i neurovidenskab: de celler, der aktiveres sammen, og binde.
Denne gamle ide er så almindeligt accepteret, at det kan betragtes som dogme. Hun siger, at når de neuroner aktiveres sammen, mens kodning af et objekt, et koncept eller en hukommelse, deres forhold styrket. Hvis nogen del af dette ensemble er aktiveret i fremtiden, og det øger hukommelsen er fuld hukommelse. Med andre ord, cellerne aktiveres tilfældigt, men er forbundet ved en tilfældighed i læringsprocessen.
På et grundlæggende niveau væver af hjernen er dybt rodfæstet.
Ifølge Tina, denne teori giver mening, både fra det synspunkt af celler og beregninger, men “smukt sløret”.
For sin del, Tsen mener, at hjernen arbejder på grundlag af præ-programmerede og gemte netværk. Disse netværk ikke lærer i stedet, at de består af en på forhånd fastlagt neurale netværk, som er forbundet i overensstemmelse med en simpel matematisk princip.
Med andre ord, på et grundlæggende niveau, væver i hjernen er en dybt forankret — disse motiver er indstillet af genetik, der ligger dybt i hjertet af vores evne til at udtrække features, for at finde ud af forholdet, for at udtrække abstrakt viden og i sidste ende til at tale.
“Efter min mening, Joe Tsin tilbyder en interessant idé om principperne i hjernen organisation, og det er bekræftet af den spændende og overbevisende dokumentation for,” siger Dr. Thomas Sudhof, en neurolog på Stanford University og vinder af Nobelprisen i fysiologi eller medicin, 2013. “Denne idé, der er værd at tjekke ud.”
Teorien om forbundethed
Tin førstehånds erfaringer med forskning i intelligens.
Arbejder på Princeton University for 17 år siden, Tin var blandt de første, der ved genteknologi har skabt en “smart mus”, som er hurtigere studeret længere huskes, og løses komplekse problemer i labyrinten hurtigere end hendes konventionelle brødre.
Oprettelsen af musen, “Arc”, der er opkaldt efter den geniale teenager i TV-serien Doogie howser, ført forskerne til tanken: hvis du ændrer blot et par gener, der kan dramatisk ændre kognitive evner, uanset læring, måske disse undersøgelser behandles den grundlæggende væve af hjernen.
Flere år senere, at studere, hvordan musen form af forskellige typer af frygtelige minder, Tsin konstateret, at celler i hippocampus — hukommelse center i hjernen — de forskellige former for aktivering.
Nogle celler er aktiveret som svar på enhver type af frygtelige begivenheder — luft-eksplosion fra bag (simulerede angreb ugler), en shake i den måde, et jordskælv eller en pludselig frit fald. Andre har besvaret den delmængde af begivenheder, såsom at ryste og falde, men ikke luft, der brast. Andre var endnu mere kræsne, kun aktiveres i svar til kontekstuelle begivenheder som jordskælvet i det blå, men ikke i det røde værelse.
Ved kortlægning af de neuroner, der dannes klynger fra det specifikke til det Generelle.
“Korn af denne idé førte til teorien om sammenhæng,” siger Tin.
Kernen i denne teori er formlen for N = 2i – 1, matematisk logik væve i anden grad, som illustrerer, hvordan neurale netværk, der bevæger sig fra det specifikke til det Generelle.
Hver neurale netværk, der kaldes en “klike”. Enkle klik giver neuron modtager et bestemt input. I modsætning til den udbredte opfattelse, at enkelte neuroner er de grundlæggende computational enhed af hjernen, Tzin sagde, at denne rolle er behov for at tage på en neural klynger.
“Dette giver systemet mulighed for at undgå katastrofale svigt i tilfælde af tab af en enkelt neuron,” forklarer Tsen.
Disse simple neurale klike derefter tilført i store netværk, der kaldes funktionel forbindelse motiver (FCM) ifølge N = 2i – 1. I denne formel, hvor N er antallet af neurale kliker, der er forbundet med forskellige måder, og jeg — de typer af oplysninger, som de modtager.
For eksempel, lad os sige, at du har et dyr, som vil have maden og kvinder (i = 2). Derfor, den neurale klike (N = 2 x 2 — 1) til fuldt ud at opfylde hans behov.
“Ifølge denne ligning, hver FCM skal bestå af det fulde sæt af neurale kliker at udvinde og bearbejde forskellige indgange af en kombinatorisk måde,” siger Tin.
Ved at kombinere disse kredsløb, hjerne kan skabe nye ideer og forståelse af verden, siger Tzin. På nogle måder er det form for adskillelse og Samling af LEGO-klodser i alle de nye strukturer. For de dyr, som beskæftiger sig med mere komplekse indgange, hver neurale klike håndterer de forskellige aspekter af indkommende information. Sammen har de fletter sig ind i hinanden for at danne større enheder, der kan behandle input data på et højere niveau.
Disse enheder er præ-programmeret, ikke undervist i, og, ifølge Tina, er de grundlæggende beregningsmæssige byggesten i hjernen.
Således, hjernen kan tage oplysninger, og slå en kombination af de enkelte elementer, såsom “jordskælv” og “landskab” i en mere Generel viden, som “naturkatastrofer”.
Fordi neurale netværk arbejder på den måde, de danner mønstre, som kan, for at finde fælles mønstre i forskellige sorter af information. Ved at kombinere disse kredsløb, hjerne kan bygge nye ideer og begreber om verden, siger Tzin. På nogle måder er det en fleksibel kombination af LEGO-klodser med dannelsen af nye strukturer.
Test af teori
Hvis hjernen virker ved formlen N = 2i — 1, er denne teori skal være udført flere typer af kognitive opgaver. For at teste idéen, forskere, forudsat mus med arrays af elektroder til neurale lytte til deres samtaler.
I et eksperiment, forskere gav dyret en kombination af fire forskellige typer af mad — standard, mad, sukker, korn, falder ris og skummetmælk. Teorien er, at mus skal have 15 (24 — 1) neurale kliker, for at de fuldt ud repræsentere alle typer af fødevarer og deres forskellige kombinationer.
Her er, hvad de fandt ud af.
Når du optager aktiviteten i amygdala, et område, hjernen der producerer følelser, nogle neuroner har svaret på alle former for mad, andre var mere selektiv. Indsamling i klynger til yderligere aktivitet, de er blevet dannet 15 klikke — præcis som forudsagt af teorien.
I et andet eksperiment, der tager sigte på en start af frygt for, at de dyr, der blev udsat for fire skræmmende scenarier: en pludselig eksplosion af luft, jordskælv, pludselig frit fald eller stød i fødderne. På dette tidspunkt, optegnelser fra det område af hjernebarken, der er ansvarlig for frygt, har også identificeret 15 celle klik.
Lignende resultater blev opnået i andre områder i hjernen — i alt syv forskellige områder. En bemærkelsesværdig undtagelse, blev åbenbaret til dopamin neuroner i den kæde af belønninger, som har tendens til at være aktiveret i en binær måde, kodning begreber som god eller dårlig.
Dette tyder på, at den ligning, der virker for mange kognitive mekanismer, hvis ikke alle.
Så de flyttede på at teste, om denne algoritme er konfigureret til at fremme udviklingen og udvikling snarere end lærer. De gentog ovenstående eksperimenter, men med en type af genetisk modificerede mus, som manglede NMDA-receptor — hovedafbryder, der kræves for netværk ændringer som følge af uddannelse.
Overraskende, den matematiske regel at køre, selv efter fjernelse af gener.
I betragtning af, at neuroner i mus uden NMDA-receptorer, der ikke kan “være aktiveret sammen og væve sammen,” undersøgelsens forfattere konkluderede, at teorien om forbundethed er fundamentalt forskellige fra vores aktuelle begreber af plasticitet: det er ikke erhvervet, men er medfødt.
Hvad så nu?
Tzin mener, at denne teori kan umiddelbart anvendes til at gennemgå data om, hvordan minder er fysisk lagret i hjernen, og teoretisk set, kan det kaste lys over, hvordan sygdomme og symptomer af alder påvirker hjernen på det cellulære niveau.
Tak for et godt beskrevne algoritme, klar til at teste, den teori kan også inspirere neuromorphic computing, til at undervise kunstige ordninger til at udtrække viden og være fleksible i deres adfærd.
Roden af intellektet kan indgås i en ligning
Ilya Hel