جذور الفكر قد اختتمت في معادلة واحدة

ووفقا الدكتور جو تينا ، الشركة الرائدة في مجال الأعصاب في جامعة أوغوستا في جورجيا ، مفتاح الذكاء يكمن في واحد بسيط متواضع المعادلة التالية: N = 2 – 1. نظرية الترابط تينا هو وصف من المليارات من الخلايا العصبية بمرونة تلبية ليس فقط المعرفة التربوية ، ولكن أيضا بلورة مفاهيم درس و استقراء الأفكار و المنطق عن أشياء لم يحاكم حتى الآن.

"الاستخبارات في أساسها يكمن في اليقين و احتمالات لا نهاية لها" ، ويقول القصدير.

إذا كنت بشكوك يحدق في المعادلة ، أنت لست وحدك. نظرية يبدو شائعا حتى أنه من السهل لاقالة أخرى محاولة لكشف الكود العصبي هو نظرية فقط بدون دليل.

ولكن في العمل الجديدة التي نشرت في الحدود في نظم علم الأعصاب ، Tzin وفريقه اختبار نظرية في عدد من التجارب على الحيوانات تبين أنه يعمل لمدة سبعة مناطق مختلفة من الدماغ ، وتحديد الأساسية السلوكية وظائف مثل التغذية, ذاكرة, و الخوف.

البساطة ليست الأكثر صدمة جانب من جوانب الفكرة تينا.

ما هو حتى أكثر إثارة للجدل ، نظرية يناسب معا وجها لوجه مع مذهب الأساسية في علم الأعصاب: الخلايا التي يتم تفعيلها معا و الاتصال.

هذا القديم الفكرة على نطاق واسع حتى أنه يمكن اعتبار العقيدة. تقول أنه عندما يتم تنشيط الخلايا العصبية معا ، في حين الترميز كائن ، مفهوم أو الذاكرة ، تعزيز العلاقة. إذا كان أي جزء من هذه الفرقة هو تفعيلها في المستقبل ، فإنه يثير الذاكرة ذاكرة كاملة. وبعبارة أخرى ، فإن الخلايا يتم تفعيلها بشكل عشوائي ، ولكن ترتبط عن طريق الصدفة في عملية التعلم.

على مستوى أساسي نسج الدماغ هي عميقة الجذور.

ووفقا تينا هذه النظرية المنطقي من وجهة نظر الخلايا والعمليات الحسابية ، ولكن "جميل تلاشى".

من جانبها Tsen يعتقد أن الدماغ يعمل على أساس مبرمجة مسبقا و الشبكات المحفوظة. هذه الشبكات لا تعلم; بدلا من ذلك ، فهي تتألف من قبل إنشاء الشبكات العصبية متصلة وفقا حسابية بسيطة من حيث المبدأ.

وبعبارة أخرى ، على مستوى أساسي نسج الدماغ هي عميقة الجذور — هذه الزخارف يتم تعيين عن طريق الوراثة ، عميقة في قلب قدرتنا على استخراج الميزات ، البحث عن العلاقة استخراج خلاصة المعرفة في نهاية المطاف إلى السبب.

"في رأيي ، جو تسن] يقدم فكرة مثيرة للاهتمام عن مبادئ الدماغ المنظمة ، و ذلك ما يؤكده مثيرة للاهتمام ومقنعة دليل," يقول الدكتور توماس Sudhof, عالم الأعصاب في جامعة ستانفورد على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب عام 2013. "هذه فكرة تستحق التدقيق بها."

التماسك نظرية

تسن] تجربة مباشرة مع أبحاث الذكاء.

العمل في جامعة برينستون قبل 17 عاما ، القصدير كان من بين أول من طريق الهندسة الوراثية قد خلقت "الفأر الذكي" الذي هو أسرع درس أطول تذكرت و حل المشاكل المعقدة في المتاهة أسرع من نظيراتها التقليدية.

إنشاء الفأر "القوس", سميت مراهق الرائعة في المسلسل التلفزيوني المنزلي ، قاد العلماء إلى الفكرة القائلة: إذا كان تغيير فقط عدد قليل من الجينات يمكن أن تتغير بشكل كبير القدرات المعرفية ، بغض النظر عن التعلم ، ولعل هذه الدراسات تناولت الأساسية نسج الدماغ.

بعد بضع سنوات ، ودراسة كيفية الماوس شكل أنواع مختلفة من ذكريات رهيبة, تسن] وجدت أن الخلايا في قرن آمون — مركز الذاكرة في الدماغ — طبيعة متنوعة من التنشيط.

بعض الخلايا يتم تنشيط استجابة لأي نوع من الأحداث الرهيبة — انفجار الهواء من وراء (محاكاة هجوم البوم), هزة في طريقة زلزال أو المفاجئ السقوط الحر. الآخرين قد أجبت على مجموعة من الأحداث ، مثل الهز السقوط ، ولكن لا تنفجر في الهواء. آخرون حتى أكثر من الصعب إرضاءه ، تنشيط فقط ردا على السياقية أحداث مثل الزلزال الذي وقع في الزرقاء ولكن ليس في الغرفة الحمراء.

عندما رسم الخلايا العصبية شكلت مجموعات من الخاصة إلى العامة.

"الحبوب من هذه الفكرة أدت إلى نظرية الترابط" ، ويقول القصدير.

جوهر هذه النظرية على أساس المعادلة N = 2 – 1, المنطق الرياضي نسج في الدرجة الثانية ، وهو يوضح كيف الشبكات العصبية تتحرك من الخاصة إلى العامة.

كل الشبكة العصبية يسمى "عصبة". نقرة بسيطة تمكن الخلايا العصبية تلقي مدخلات محددة. يتعارض مع الرأي السائد أن الخلايا العصبية الفردية الأساسية الحسابية وحدة من الدماغ ، Tzin قال أن هذا الدور يجب أن تأخذ على العصبية المجموعة.

"يسمح هذا النظام لتجنب الفشل الكارثي في حال فقدان أحد العصبية" ، ويوضح Tsen.

هذه بسيطة العصبية زمرة ثم غرست في الشبكات الكبيرة ، ودعا الربط الوظيفي الزخارف (FCM) وفقا N = 2 – 1. في هذه الصيغة ، N هو عدد العصبية الزمر التي ترتبط بطرق مختلفة ، i — أنواع المعلومات التي يحصلون عليها.

على سبيل المثال, دعونا نقول لديك حيوان يريد الطعام والإناث (i = 2). ولذلك العصبية زمرة (N = 2 × 2 — 1) الكامل في تلبية احتياجاته.

"وفقا لهذه المعادلة ، كل FCM يجب أن تتكون من مجموعة كاملة من العصبية الزمر أن استخراج ومعالجة المدخلات المختلفة من اندماجي الطريق" يقول القصدير.

الجمع بين هذه الدوائر الدماغ يمكن أنلخلق أفكار جديدة و فهم العالم ، يقول Tzin. في بعض الطرق انها نوع من التفكيك والتجمع من الطوب ليغو في جميع هياكل جديدة. لهذا الحيوان الذي يتعامل مع أكثر تعقيدا المدخلات كل العصبية زمرة يعالج الجوانب المختلفة من المعلومات الواردة. معا أنها تتشابك لتشكل وحدات أكبر قادر على معالجة البيانات المدخلة من مستوى أعلى.

هذه الوحدات هي مبرمجة مسبقا, لا تدرس ، وفقا تينا هي الأساسية الحسابية بناء كتل من الدماغ.

وهكذا ، فإن الدماغ يمكن أن تأخذ المعلومات وتحويل مزيج من العناصر الفردية ، مثل "زلزال" و "المناظر الطبيعية" في المزيد من المعرفة العامة ، مثل "الكوارث الطبيعية".

لأن الشبكات العصبية تعمل بهذه الطريقة ، فإنها تشكل الأنماط التي يمكن أن تجد الأنماط الشائعة في أنواع مختلفة من المعلومات. الجمع بين هذه الدوائر الدماغ يمكن بناء أفكار ومفاهيم جديدة حول العالم ، يقول Tzin. في بعض الطرق التي هي مزيج مرن من الطوب ليغو مع تشكيل هياكل جديدة.

التحقق نظرية

إذا كان الدماغ يعمل حقا طريق المعادلة N = 2 — 1, هذه النظرية ينبغي أن يقوم على عدة أنواع من المهام المعرفية. لاختبار هذه الفكرة ، العلماء المقدمة الفئران مع المصفوفات من الأقطاب الكهربائية إلى العصبية والاستماع إلى أحاديثهم.

في تجربة واحدة ، أعطى العلماء الحيوان مزيج من أربعة أنواع مختلفة من الطعام — الغذاء القياسية ، السكر حبيبات, قطرات الأرز و الحليب الخالي من الدسم. النظرية هو أن الفئران يجب أن يكون 15 (N = 2⁴ — 1) العصبية الزمر ، من أجل أن تمثل تمثيلا كاملا في كل نوع من المواد الغذائية و تركيبات مختلفة.

هنا ما وجدوا.

عندما سجل نشاط اللوزة, منطقة الدماغ الذي يعالج العواطف ، بعض الخلايا العصبية ورد على جميع أنواع المواد الغذائية ، كان آخرون أكثر انتقائية. جمع في مجموعات إلى مزيد من النشاط ، فإنها شكلت 15 النقر بالضبط كما تنبأ النظرية.

في تجربة أخرى ، تهدف إلى بدء الخوف الحيوانات تعرضوا إلى أربعة سيناريوهات مخيفة: الانفجار المفاجئ الهواء الزلزال المفاجئ سقوط حر أو صدمة في القدمين. في هذا الوقت السجلات من منطقة القشرة الدماغية المسؤولة عن الخوف أيضا ، وقد حددت 15 انقر فوق الخلية.

تم الحصول على نتائج مماثلة في مناطق أخرى من الدماغ — ما مجموعه سبعة مجالات مختلفة. استثناء ملحوظا تم الكشف عن الخلايا العصبية الدوبامين في سلسلة من المكافآت التي تميل إلى أن تكون مفعلة في الثنائية بطريقة الترميز مفاهيم مثل جيدة أو سيئة.

هذا يشير إلى أن المعادلة يعمل العديد من الآليات المعرفية ، إن لم يكن كلها.

إذا انتقلوا إلى اختبار ما إذا كانت هذه الخوارزمية يتم تكوين للمضي قدما في التطور والتنمية بدلا من أن يتعلم. أنها تكرار التجارب المذكورة أعلاه ولكن مع نوع من الفئران المعدلة وراثيا والتي تفتقر إلى مستقبلات NMDA — التبديل الرئيسية المطلوبة لشبكة التغييرات الناجمة عن التعلم.

من المستغرب أن هذه القاعدة الرياضية لتشغيل حتى بعد إزالة الجينات.

<ع>وبالنظر إلى أن الخلايا العصبية في الفئران دون مستقبلات NMDA لا يمكن أن "يتم تفعيل معا نسج معا" وخلص معدو الدراسة أن نظرية الترابط يختلف اختلافا جذريا من المفاهيم الحالية اللدونة: ليس مكتسبا بل هو خلقي.

ماذا الآن ؟

تسن] يعتقد أن هذه النظرية يمكن استخدامها لاستعراض بيانات عن كيفية الذكريات جسديا المخزنة في الدماغ ، نظريا ، يمكن تسليط الضوء على كيفية أمراض وأعراض الشيخوخة تؤثر على الدماغ على المستوى الخلوي.

شكرا على وصف الخوارزمية ، مستعد لاختبار النظرية يمكن أيضا مصدر إلهام neuromorphic الحوسبة لتعليم مشاريع صناعية لاستخراج المعرفة وأن تكون مرنة في سلوكهم.