La lógica de pensamiento. Parte 6. El sistema de proyección

Para los que acaban de ingresar, le sugiero que comience con la primera parte de o al menos una descripción usamos volnovoy modelo corteza. La esencia de la forma de onda que la información se codifica en dos formas simultáneamente. La primera manera - es evocó los patrones de actividad que corresponde a los fenómenos detectados neuronas detectores. En segundo lugar - ID de onda que se extienden desde los patrones de actividad evocados, que presenten patrones únicos. Patrón único de cada una de las ondas permite opuesto a la fuente para aprender sobre su actividad. Con este enfoque se explica bien formulado McCulloch y Pitts discrepancia entre la cantidad de áreas corticales y el número de fibras del haz, proyectar información de ellos a otras áreas.


Desde nuestro razonamiento implica que el cerebro caracteriza por dos tipos de proyecciones. El primer tipo más intuitiva - el llamado cartografía topográfica. Por ejemplo, la entrada visual de los ojos del nervio óptico se extiende hasta el quiasma óptico. Hay fibras se redistribuyen de manera que un hemisferio recibe fibras solamente a la izquierda, y el otro sólo en la mitad derecha de la retina. Además a lo largo de la información tracto óptico viene en el cuerpo geniculado lateral, y desde allí a la corteza visual. El nervio óptico contiene alrededor de un millón de fibras, que corresponde a una resolución que está disponible para el ojo. En la corteza visual primaria, esta información se proyecta a través de la radiación visual. Visual radiación - una distribución uniforme de los haces de nervios en todo el área de la corteza visual primaria (figura siguiente). Topografichnost esta pantalla es que las señales de retina adyacente y están cerca en su proyección sobre la corteza. Con esta transferencia se conserva señales de posición. Imagen de todos los lugares en la retina recibe su corteza que le permite guardar la información de la posición relativa de los objetos.



La vía visual (Hubel, 1988) i>

Del mismo modo, el mantenimiento de orden topográfico señales y áreas sensoriales proyecta. De ahí el famoso mapa de Penfield muestra la representación de las diferentes partes del cuerpo en la corteza sensorial y motor (ver figura siguiente).



Hombre Penfield i>

Redes neuronales multicapa jerárquicas tradicionales, por falta de una mejor, copian el principio de proyección topográfica declarado por la reducción del tamaño de las capas originales y aumentar sus campos receptivos de las neuronas a medida que avanzan información hacia arriba.

Sin embargo, el verdadero sistema de conexiones en la materia blanca del cerebro es fundamentalmente diferente. Entre las zonas de la corteza no "grueso" de los nervios que conecta los bucles capaces de transferencia de patrón de actividad mundial de una zona a otra. El sistema de proyección completa se compone de un número relativamente delgadas vigas. Y estos contactos vigas con las zonas de la corteza no se abren en abanico y forma de radiación, y tienen densa conexión "punto". Esto es especialmente evidente en las imágenes reales de la sustancia blanca, que por separado cada uno de rastrear la dirección de proyección (ver figura siguiente).



La estructura de la materia blanca del cerebro (Fallon) i>

Puede bastante decir con confianza que la conexión entre las zonas se lleva a cabo no ladrar proyecciones topográficos y conexiones de un tipo fundamentalmente diferente. Llamamos a este segundo tipo de relación entre los túneles de onda.

Tome un par de áreas corticales y conectarlos dos áreas pequeñas, seleccionados al azar. Hacemos esto para que la actividad de la región superior se copia en la zona inferior (ver figura abajo). En este caso, no se puede cuidar de proyección topografichnosti. Usted puede mezclar la proyección de fibras, y además de perder algunos de ellos, por lo que la proyección de alta.



El túnel Wave i>

Tal conexión no nos puede ayudar con el traslado de la imagen completa de la actividad de la zona de transmisión. Pero resulta que todo el cuadro y el paso no es necesario. Después de cada corteza identificación de la ubicación probado ondas que llevan la información acerca de todos los patrones de la zona resistente. Es decir, si el área de la corteza aprender a responder a ciertas imágenes, incluso en un área pequeña, lo vemos todos los identificadores existentes. Todo es exactamente como en el holograma óptico, donde cada fragmento almacena información acerca de toda la imagen.

Esto significa que al hacer pasar una pequeña parte de la actividad de la corteza de una región a otra, nos metemos en el área de recepción de la tierra, generando ciertos patrones no difieren esencialmente de los que ocurren en la propagación de las ondas. Esta sección es necesaria para empezar a educar a su propagación corteza de patrones repetitivos. Eventualmente, esto dará lugar al hecho de que la identificación se transmitirá onda a través de un túnel y continuar su propagación a la corteza host.

Este proceso se observa en la simulación. A continuación se presentan dos cuadros de comparación en el tiempo de propagación de la onda. Imagen superior - corteza proyectar, inferior - huésped corteza. Plazas destacaron áreas asociadas túnel.



proyectar corteza activa i>



La actividad de la corteza host. Las imágenes corresponden a los mismos relojes proyectar corteza. I>

Se ve que cuando la onda pasa a través de la zona en el área del túnel de transmisión de la corteza, se inicia una onda en el área de recepción (mostrado zona ya entrenado). Es importante que la onda resultante conserva todas las propiedades del identificador originales. Para cada fenómeno, como en la corteza original, en la corteza del receptor se llama su característica única de este fenómeno del modelo de diseminación.

A continuación, un video obtenerse por simulación. Él ha entrenado a la zona izquierda y la parte derecha de aprendizaje más que empezar:





proyección Contador i>

Si los dos corteza conectan las proyecciones de venta libre (foto arriba), puede obtener un efecto interesante. El identificador de la primera zona se moverá a la segunda zona, se extendió allí, y luego volver y extendido desde el túnel de onda contacto. Por lo tanto, si se produce la transferencia entre las zonas de fibras mielinizadas en la velocidad de propagación del pulso que es de unos 100 m / s, mientras que la ruta de la señal de ida y vuelta para las zonas localizadas 10 centímetros uno de otro en estrechos haces de proyección de contacto puede ser evaluada varios milisegundos. Esto significa que para un periodo de identificadores de onda de alrededor de 100 milisegundos señal de retorno casi se funde con la onda principal. Así, será considerado como parte de un ID existente.

Como resultado, el identificador cuando se reproduce la segunda cortical en modo alguno llegó antes de la primera zona, es haciendo clic en la onda del túnel de nuevo a la primera zona, que ya se sabe que causa esta ola identificación de área. Este mecanismo permite no sólo para transmitir información de un lugar a otro, sino también para volver en la forma que sea comprensible para ambas áreas corticales.
Si comparamos la proyección topográfica y las olas, cada bien para sus propios fines. Se necesita proyección topográfica, donde es imposible perder la información relacionada con la disposición mutua de los elementos activos. Proyección Wave es útil cuando sea posible para formar una descripción, basada en una simple transferencia de conceptos.

Foto Información general, que utiliza el cerebro - un conjunto de descripciones. Cada una de las áreas de la corteza forma la descripción de los factores propios de ella. En este caso, además de un conjunto de factores en diferentes zonas y la descripción de la forma. Forma topográfica conserva las propiedades características de la imagen cuando un valor de la disposición espacial mutua de los elementos. La forma de onda de la descripción de estos factores es equivalente a una desordenada, mostrando su actividad.

Además de resolver el problema de la estrechez del modelo de onda del canal le permite eliminar un contradicciones sustanciales inherentes a los modelos tradicionales asociados a los campos receptivos locales de neuronas en los niveles superiores. La esencia de la contradicción en el hecho de que con cada nuevo nivel de neuronas debe asignar signos y conceptos más generales, pero para ello necesitan cada vez más amplia cobertura de las propiedades observadas. Debido a que las neuronas reales de todos los niveles han campos receptivos limitada, el modelo clásico está experimentando algunas dificultades para explicar esto.

Si recuerdan Neocognitrón, todas sus neuronas complejas deben ser revisados ​​los planos de las células simples. Células simples que pertenecen a un plano tienen el mismo peso y ver al mismo tiempo para todos los posibles sitios de la capa anterior. Cuando agitamos a cada ubicación proporciona la información necesaria, Neocognitrón en cada posición un conjunto de neuronas simples explora toda la superficie de la presencia del patrón deseado. Esta exploración requiere la totalidad de seguimiento, como compensación por una sola posición cambia por completo el patrón. Como una manera de aliviar el problema, puede utilizar el desenfoque (figura de abajo). Con la erosión de la exigencia de la totalidad de varios debilitó debido a que cada neurona sencilla adquiere la capacidad de responder en un determinado cambio de gama.



Mejora el reconocimiento de la erosión (Fukushima K., 2013) i>

Pero lo que de alguna manera puede ser utilizado para el procesamiento de imágenes primaria es poco aplicable a las áreas más abstractas de la corteza, donde los patrones son causadas por la actividad de la configuración de "isla".

Usando la representación de onda elimina por completo los problemas de los campos receptivos locales. Resulta que la neurona no tiene sus sinapsis para monitorear toda la corteza. Si la "corteza" no viene a Mahoma, entonces Mahoma va a la "corteza". Ondas identificadores mismos traen cada neurona toda la información necesaria para la percepción de que es lo suficientemente densa sólo seguimiento de su entorno inmediato, lo que demuestra plenamente su carácter pasar ondas.

Por el modelo de onda deriva algunas propiedades están en buen acuerdo con los conceptos existentes de sistema de proyección real del cerebro:
ola túneles compacta en la zona de contacto con la corteza, lo que significa que pueden existir varias almohadillas sin interferir entre sí; túneles no son críticos para el lugar de traslado a un lugar de información y llamar en la corteza; túneles no requieren la eliminación total de la actividad de todas las neuronas de la zona de contacto;. túnel sin principios preservar el orden de las fibras, las fibras se pueden mezclar aleatoriamente dentro de un único haz, que no afecta el resultado de la transferencia < /
El cerebro contiene corteza, que, el aprendizaje, la adquisición de su especialización. La esencia de la especialización - es que en términos de qué área de la corteza va a construir su descripción. Descripción creado ningún área de la corteza, a través de la proyección se vuelve disponible para todas aquellas áreas con las que tiene proyección contacto. Sistema de proyección evolutivamente adquirió una configuración de este tipo, lo que ofrece la muestra más completa de lo que está sucediendo.



proyecciones sistema de visualización cerebro de mono (IBM Research) i>

Cabe señalar que, además de proyecciones de transmisión a través de la proyección de fibra, la información se puede transmitir de una zona a otra, cruzando las zonas fronterizas condicionales. Ola identificadores, alcanzando el límite de la zona podría extenderse a la zona adyacente. Se va a pasar o no, puede ser determinada por acuerdo o desacuerdo tipos de neurotransmisores y receptores característicos extrasynaptic de las neuronas de estas zonas. Si es así, los esquemas de las relaciones de proyección existentes deben complementarse con esas proyecciones "de barrio".

Ideología proyección descrita tiene una capacidad de recuperación increíble. Desconexión de cualquier zona no conduce al fracaso de toda la estructura, pero sólo hacen pobres descripciones del sistema. Error en cualquier zona no es fatal en la naturaleza, ya que puede ser compensado por el trabajo de las otras zonas.

El cerebro puede ser comparado con el sistema de noticias agencias, periódicos y páginas web. Todos ellos publicaron su descripción de lo que está sucediendo. Muchos prestado información entre sí. La información puede ser representada e interpretada por cada uno de ellos individualmente. Algunos tienen su propia especialidad: alguien tiene un sesgo en las noticias políticas, alguien en las noticias de la cultura o de la tecnología. Desactivación de una de las fuentes no se rompe todo el sistema, pero empobrece sólo ligeramente espacio de información. Cada una de las partes debe no totalmente más allá de todos los demás, y tiene una lista de pistas bien establecida, que incluye fuentes, es el más interesante para él.

Permítanme dar otra analogía. Imagine un sistema de instituciones que están trabajando juntos en un proyecto global. Se puede dividir el trabajo en pedazos y dar las instituciones de las estrechas tareas que no se superponen. Cuando uno de ellos ha hecho su trabajo, pondrá todos juntos y obtener el borrador final. Otro enfoque - a granel de una vez, y la duplicación entre sí, cooperaron y usando las creaciones de otras personas, crear algunas opciones y luego elegir la mejor. Obviamente, la primera opción tiene muchas ventajas, como mínimo, la claridad y la responsabilidad de lo que está sucediendo. En la segunda realización, el proceso no es clara, pero el resultado no está garantizada. Pero resulta que, como el aprendizaje y la experiencia competitiva, con el sistema de incentivos a la derecha, la segunda opción puede producir resultados muy por encima de la primer esquema.

En la siguiente parte voy a tratar describir cómo, en la práctica, puede utilizar el conocimiento de los principios de información entre las áreas de proyección de la corteza.

Referencias

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Partes anteriores:
Parte 1. Neurona
Parte 2. Factores
Parte 3: Perceptrón, red de convolución
actividad Parte 4. Antecedentes
Parte 5. Las ondas cerebrales

Alex Redozubov (2014)

Fuente: habrahabr.ru/post/214797/