Психика, сознание, разум - определения и возможность моделирования

[Rattus]

Комментарий модератора раздела

И какое это имеет отношение к теме и принятым в разделе определениям используемых терминов?

[библиограф]

Самое непосредственное!

    типа бобрового инстинкта затыкать подручным материалом источник журчания, которым в итоге обеспечивается постройка целой плотины.   

А авиаторы, летавшие сто лет назад на аэропланах с открытыми кабинами не нуждались в измерителях воздушной скорости-
они прекрасно оценивали скорость по шуму воздушного потока. Великая сила инстинкта!
Это же так  просто - придумать слово, назвать им некую сущность и считать, что кое-что про  неё знаешь 
Бобровую плотину вы может и видели, бобра за работой - едва ли.
Гигантские бобровые плотины в Канаде длиной почти километр и объемом десятки тысяч кубометров строили десятки
бобровых семейств много лет. Сотни тысяч бобро-дней упорного труда! Результаты усилий дедов увидели лишь внуки! Тут всё нельзя сводить к простому наваливанию сучьев!
Я видел в Нижне-Свирском заповеднике ещё более впечатляющий пример
Каскад из трех плотин на многоводном ручье с глубокой долиной. Он построен за два года и затопил почти квадратный километр
леса.
Бобры не строят плотин выше двух метров, понимая, что объем материала при увеличении высоты плотины растёт
в кубической зависимости - им выгоднее построить две меньших плотины. Притом, форма её на быстром течении
в точности соответствует вогнутой форме плотин ГЭС. Две нижние плотины построены с единственной целью -
уменьшить напор на верхней плотине, которая и затопила лес.
Несомненно, у хитрых грызунов есть проектно-конструкторский, строительно-монтажный и планово-сметный отделы -
совсем иной формы, и иначе устроены, чем у людей, но с аналогичными функциями.

[Rattus]

Гигантские бобровые плотины в Канаде длиной почти километр и объемом десятки тысяч кубометров строили десятки бобровых семейств много лет. Сотни тысяч бобро-дней упорного труда! Результаты усилий дедов увидели лишь внуки! Тут всё нельзя сводить к простому наваливанию сучьев!

Гигантские гранёные каменные стены и уступы в некоторых горных регионах также нельзя сводить к простой столбчатой отдельности - их столетиями вытачивали горные тролли! Разнообразие триллионов снежинок также нельзя сводить к различию температурных условий в процессе образования простого гексагонального кристалла воды - каждую их них выковывает свой водяной наноэльф!

Бобры не строят плотин выше двух метров, понимая, что объем материала при увеличении высоты плотины растёт в кубической зависимости - им выгоднее построить две меньших плотины.

А муравьи не строят муравейники другой формы, понимая, что в таком случае отношение его периметра к пути от центра превысит 2п!

Несомненно, у хитрых грызунов есть проектно-конструкторский, строительно-монтажный и планово-сметный отделы - совсем иной формы, и иначе устроены, чем у людей, но с аналогичными функциями.

Равно как и у термитов с их вентилируемыми небоскрёбами. А у пчёл и пустынных муравьёв есть своя диспетчерская служба, система дальней связи и радарного слежения, несомненно.
Главное - в это верить. Также как в остатки прямогуольных в плане руин и каменных лиц на Марсе.
"Самоорганизация в системах с обратной связью? Нет - не слышал!"

[Ый]

Я посмеялся от души, читая о "понимании" животных и их "познаниях" в математике и строительстве. Если раскопать бобровые хатки, то может быть там в укромном тайнике хранятся дипломы Гарварда? Или другого какого-нибудь вуза?

[библиограф]

Прочитав ещё, про гебефреническое поведение - это, как раз про тебя, вообще, обхохочешься
Станислав Лем, в 50-е годы подрабатывал в польском аналоге советского Общества Знание. Через его руки
проходили все иностранные научные книжки. Прочитав Джона фон Неймана - Теорию самовоспроизводящихся автоматов
(и мало что поняв, поскольку математики не знал)
он, тем не менее, написал роман Непобедимый.
Так там,  тоже астронавты сначала искали тайный центр управления Тучи, пока не поняли, что никакого центра вовсе нет
Роман Лема -1960 год, до первых  Swarm robots ещё 30 лет.
https://en.wikipedia.org/wiki/Swarm_robotics
Сейчас это так и называют
https://en.wikipedia.org/wiki/Swarm_intelligence
а все начиналось гораздо раньше и почти полвека назад умные головы математиков уже задумывались о предметах,
ныне общеизвестных. И даже вышли первые популярные книжки.

[Серый Страж]

Восприятие иллюзий зависит от культуры
https://www.nkj.ru/news/54665/
Люди африканского народа химба видят круги там, где другие видят прямоугольники.

О том, что восприятие зрительных иллюзий зависит от культуры, пишут в своей статье на сайте PsyArXiv сотрудники Лондонской школы экономики и политических наук, Гарварда и Университета штата Аризона. В одном из их экспериментов нужно было посмотреть на чёрно-белый рисунок и сказать, что ты видишь. Рисунок представлял собой так называемую иллюзию Коффера: полосы разных оттенков серого, складывающиеся в регулярные прямоугольники; ряды прямоугольников чередуются с просто длинными линиями. Прямоугольники, однако, таковы, что их стороны образуют круги – их тоже можно увидеть, если специально настроиться, ну или посмотреть на образец.

Добровольцами были обычные жители из городов США и Великобритании и люди народа химба из Намибии. Химба живут скотоводством, но часть их перебралась в небольшие города. Люди из американских и британских городов сразу замечали прямоугольники, круги же появлялись у них в восприятии только после определённых усилий; многим же увидеть круги вообще удавалось. Деревенские химба, наоборот, видели в первую очередь круги, и половина из деревенских химба не могли переключиться на прямоугольники, даже если их специально о том просили. Среди химба, которые жили в городках, уменьшалась доля видящих только круги, и становилось больше тех, которые могут после кругов увидеть прямоугольники.


Иллюзия Коффера, круг обозначен жёлтым.

Традиционные жилища химба округлые, без прямых углов, и загоны для скота они тоже делают округлыми. Исследователи полагают, что подобные культурные особенности определяют восприятие зрительных иллюзий. Вряд ли нужно говорить, что обычные городские жители живут в мире углов: наши дома – это разнообразные варианты на тему параллелепипеда, и потому горожанину увидеть углы в иллюзии Коффера проще, чем круги. (Скорее всего, то же самое будет верным и для деревенских жителей США, Британии, а равно и других стран – всё-таки в наших деревнях круглые строения не так чтобы распространены.) Тем химба, которые перебрались в города, стало проще переключаться от круга к прямоугольнику, потому что вокруг них стало много прямоугольных строений.

На самом деле влияние культуры на восприятие изучают давно, и один из главных вопросов в подобных исследованиях состоит в том, на каком уровне восприятия в него вмешивается культура. То, что мы видим, зависит от того, на что направлено наше внимание, но внимание – когнитивный процесс высокого уровня.

Предполагается, что есть глубокие, автоматические этажи восприятия, которые имеют место безотносительно внимания. Некоторые исследователи полагают, что культура влияет и на эти глубокие уровни восприятия, и авторы работы как раз хотели добраться именно до них.

Иллюзия Коффера зависит от внимания, так что после неё они использовали ещё несколько иллюзий, которые, согласно предыдущим исследованиям, не задействуют внимание. Одна из них называлась curvature blindness illusion, что можно перевести как невосприимчивость, или слепота к изгибу: человек смотрит на рисунок, на котором змеятся линии, состоящие из светлых и тёмных сегментов. Сегменты составлены так, что кажется, будто одни линии плавно изгибаются, а другие идут зигзагами, хотя если присмотреться, то увидишь, что никаких углов в зигзагообразных линиях нет. (В этой иллюзии, в отличие от рисунка Коффера, можно говорить о том, как обстоят дела на самом деле.)


Иллюзия невосприимчивости к изгибу.

Подавляющее большинство городских жителей США и Британии сразу видели зигзаги, тогда как подавляющее большинство деревенских химба иллюзии не поддались, говоря, что ни у каких линий на рисунке углов нет. Другие иллюзии, которые идут мимо внимания, давали схожие результаты.

Авторы работы делают вывод, что влияние культуры на восприятие может быть глубже, чем считается, и что в исследованиях человеческой психологии это нужно учитывать. В то же время нужно сказать, что статья про иллюзии и культуру опубликована на сайте с препринтами, то есть независимые рецензенты её ещё не оценивали, и статуса настоящей научной публикации у неё нет. Возможно, к ней по ходу дела возникнут какие-то вопросы, и выводы об особенностях восприятия и о влиянии культуры у деревенских химба будут скорректированы – в конце концов, как пишет портал Science, не все исследователи вообще согласны с тем, что восприятие можно разложить на иерархические этажи, с более и менее глубокими и «сознательными» процессами.

P.S. Разложить на уровни можно не только функцию восприятия, но и другие функции – функции сознания, функции абстрагирования, функции памяти и т.д.

Вообще-то, наверное, имеет смысл, обзывать совокупность однотипных функций, работающих на разных уровнях, соответствующим функционалом – например, функционал сознания включает в себя все функции сознания всех уровней. 

Однако, как сказано в заметке, «не все исследователи вообще согласны». 

Ещё бы они согласились, это же надо все свои представления перекроить. 

Судя по всему, сама концепция уровней (то есть то, что структура систем (да и вообще всей материи) устроена, как эдакая иерархия структурных уровней) для многих непонятна и даже неприемлема.

[Olweg]

Распознавание всё более сложных образов в разных областях затылочной, а потом височной коры - это, в общем, давно установленный факт. Очевидно, что если мозг будет заранее «предобучен» на каких-то определённых формах - круглых, как в случае химба - то он и выявлять такие формы будет быстрее. Думаю, исследователей тут запутывает сам термин «культура». Культура предполагает прежде всего язык, какие-то высокоуровневые, сознательные механизмы мышления. Но для запечатления круглых и прямоугольных форм домов они не нужны.

[Серый Страж]

Слоны осознанно «говорят» с человеком жестами: Новый взгляд на их интеллект
https://www.ixbt.com/live/flora_and_fauna/slony-osoznanno-govoryat-s-chelovekom-zhestami-novyy-vzglyad-na-ih-intellekt.html

Чтобы отделить инстинктивное поведение от осмысленного действия, учёные из Зимбабве поставили элегантный эксперимент. Представьте себе 17 африканских слонов, живущих в полувольных условиях. Перед каждым из них ставили два подноса: один с вожделенными шестью яблоками, другой — демонстративно пустой. Задача слона была проста: убедить экспериментатора дать ему лакомство.
...
Исследователи не просто наблюдали — они создали три разных сценария, чтобы проверить настойчивость и изобретательность животных:

• Полный успех: Слон получает все яблоки.
• Частичный успех: Ему достаётся лишь одно яблоко.
• Провал: Ему вручают пустой поднос.

Именно реакция слонов на эти ситуации и стала ключом к пониманию их мышления. Выяснилось, что животные обращали свои жесты (а их насчитали целых 38 типов!) исключительно на человека, который смотрел на них, или на поднос с яблоками. Они никогда не пытались «разговаривать» с пустым местом или посторонними предметами. Это уже говорит о многом: слон понимал, что у его просьбы есть конкретный адресат.

Но самое поразительное проявилось в моменты неудач. Когда просьбы игнорировались, слоны не просто упрямо повторяли одно и то же движение. Нет, они становились изобретательнее, пробовали новые жесты, словно пытаясь найти тот самый «ключик» к человеку. А когда получали лишь часть желаемого, их настойчивость только возрастала. Это не поведение робота, выполняющего программу. Это поведение существа, у которого есть цель.
...
Чтобы оценить важность этого открытия, нужно немного разобраться в терминах. Учёные выделяют несколько уровней «интенциональности» — то есть намеренности в общении.

• Нулевой порядок: Это чистая реакция. Вы отдёргиваете руку от горячего — вы не пытаетесь никому ничего сообщить, это рефлекс.
• Первый порядок: Это целенаправленное общение. Вы просите передать вам соль. Ваша цель — повлиять на поведение другого, чтобы он выполнил действие. Именно этот уровень и продемонстрировали слоны. Они жестикулировали не потому, что увидели яблоки (это была бы реакция), а для того, чтобы человек дал им эти яблоки.
• Второй порядок: Это уже высший пилотаж, направленный на изменение мыслей другого. Например, когда вы пытаетесь кого-то убедить или обмануть. Это территория, которая пока остаётся преимущественно человеческой.

До этого исследования убедительные доказательства интенциональности первого порядка были только для приматов. Теперь же мы знаем, что эта сложная когнитивная способность развилась и у других видов, совершенно не связанных с нами эволюционно.
...
Так что же нам даёт это исследование? Оно не просто добавляет забавный факт в копилку знаний о животных. Оно заставляет переосмыслить, как и почему в животном мире возникает сложная коммуникация.

Во-первых, слоны понимают концепцию «аудитории». Они не тратят энергию впустую, а обращаются только к тому, кто может их услышать и увидеть. Это базовый, но критически важный элемент любого осмысленного диалога.

Во-вторых, их поведение гибко и нацелено на результат. Настойчивость при частичном успехе и креативность при провале — яркие маркеры того, что животное не просто следует заученному шаблону, а решает конкретную задачу здесь и сейчас.

Это открытие — мощный аргумент в пользу того, что сложный интеллект и развитые коммуникативные навыки не привязаны к одной-единственной ветви эволюции. Вероятно, они являются закономерным результатом жизни в сложной социальной среде. Слоны, как и люди, живут в тесных сообществах, где умение договариваться, понимать намерения сородичей и координировать действия — залог выживания.

Исследователи призывают изучать и другие высокосоциальные виды — дельфинов, некоторых птиц. Кто знает, возможно, мы стоим на пороге понимания того, что способность к «диалогу» гораздо шире распространена в природе, чем мы могли себе представить.

P.S. Если разбираться с терминами (сознание, мышление, интеллект, разум, социум и пр.) «до конца», то можно достаточно легко прийти к выводу, что и «способность к «диалогу» гораздо шире распространена в природе, чем мы могли себе представить» не только в отношении высокосоциальных видов, но и в отношении совсем простых организмов (например, бактерий, живущих в колониях). Мало того, ещё неизвестно, кто там окажется более «высокосоциален» и на какие параметры (и их значения) следует опираться для определения этой «высокости» или «низкости».

[Rattus]

Хм, а разве в таких способностях слонов были сомнения?

[EmperioAf]

Напомню, что много раз предлагал, с чего необходимо начинать разборки с сознанием (заодно, и с разумом) - начинать следует с самого общего (типа, о чём речь-то вообще ведём?). Привожу цитату (одно из последних сообщений на эту тему):

Повторю свой комплект определений (их следует рассматривать во взаимосвязи друг с другом):

Жизнь – это живая система (совокупность систем) и её среда обитания.
Живая система – это система, проявляющая в активной фазе своего существования: стремление к самосохранению и способность реализовать это стремление.
Интеллект системы – это вычислительный функционал (практически в физико-математическом смысле слова) системы.
Разум системы – это способность системы реализовать стремление к самосохранению средствами интеллекта.

Заодно приведу и комплект определений, связанных с понятием сознание:

Суть сознания – это условие «со знанием».
Суть механизма сознания – это реализация данного условия «со знанием».
Суть реализации – это процесс осознания (то есть, сравнение/сопоставление со знанием).
Суть состояния в сознании – это наличие процесса осознания.

@Серый Страж
Нынешние гладкие текстовые бредогенераторы Большие Языковые Модели (опенАИ, чатГПТ, дипсик, квен и т.п.) хорошо научились определять всё что угодно. Вы наверняка терзали их, чтобы улучшить ваши определения. Как успехи?

[Серый Страж]

@Серый Страж
Нынешние гладкие текстовые бредогенераторы Большие Языковые Модели (опенАИ, чатГПТ, дипсик, квен и т.п.) хорошо научились определять всё что угодно. Вы наверняка терзали их, чтобы улучшить ваши определения. Как успехи?

Нет, я их не терзал. Я вообще этими Большими Языковыми Моделями никогда не пользовался и не пользуюсь до сих пор (наверное, слишком консервативен).

[Серый Страж]

Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 309: ученые подтвердили существование нейрогенеза у взрослых людей
https://neuronovosti.ru/nejronauki-v-science-i-nature-vypusk-309-uchenye-podtverdili-sushhestvovanie-nejrogeneza-u-vzroslyh-lyudej/
Новое исследование с использованием современных методов секвенирования РНК и машинного обучения обнаружило очередные весомые доказательства того, что в гиппокампе взрослых людей образуются новые нейроны. Работа опубликована в журнале Science. В образцах гиппокампа людей разных возрастов (от новорожденных до 78 лет) обнаружились нейральные стволовые клетки и клетки-предшественники даже у пожилых людей. Особенно активно процесс нейрогенеза протекает в детстве, но продолжается, хотя и в меньших масштабах, во взрослом возрасте.

[Серый Страж]

Что происходит в мозге за минуту до «эврики»? Новое исследование о том, как рождаются гениальные идеи
https://www.ixbt.com/live/science/chto-proishodit-v-mozge-za-minutu-do-evriki-novoe-issledovanie-o-tom-kak-rozhdayutsya-genialnye-idei.html

Новое исследование, опубликованное в авторитетном журнале PNAS, бросает вызов этому мистическому ореолу. Группа учёных из Калифорнийского университета в Мерседе и Университета Индианы утверждает: у внезапного озарения есть свои предвестники. И, что самое интересное, их можно измерить.
...
Чтобы поймать неуловимую «эврику» за хвост, исследователи обратились к тем, кто по роду своей деятельности постоянно сталкивается с нерешаемыми на первый взгляд задачами, — к профессиональным математикам. Шестерым учёным с докторской степенью предложили поработать над головоломками с одного из сложнейших в мире математических соревнований — конкурса имени Уильяма Патнэма.

Проанализировав тысячи таких микро-взаимодействий, команда обнаружила поразительную закономерность. За несколько минут до того, как математик произносил заветное «Ага!» или «Я понял!», его поведение у доски кардинально менялось.

Привычные, устоявшиеся паттерны мышления — когда учёный последовательно проверяет одну гипотезу за другой — внезапно сменялись периодом, который можно описать как «интеллектуальный хаос». Движения становились менее упорядоченными, внимание хаотично перескакивало с одной части доски на другую, а на смену логичным шагам приходили неожиданные, нетривиальные связи между, казалось бы, не связанными идеями. Проще говоря, поведение становилось измеримо менее предсказуемым.

Это и был тот самый сигнал. Мозг, исчерпав стандартные подходы, переходит в режим свободного поиска, лихорадочно перебирая самые дикие комбинации в надежде нащупать верный путь. И именно этот всплеск творческой неупорядоченности предшествует прорыву.

Идея о том, что система становится хаотичной перед качественным скачком (так называемым фазовым переходом), пришла из статистической физики. Аналогии можно найти и в экологии, где животное, исчерпав привычные источники пищи, начинает исследовать территорию более хаотично и непредсказуемо. Объединив эти концепции с наработками психологии творчества и инструментами теории информации, учёные получили совершенно новый взгляд на знакомое всем явление.

[Серый Страж]

Математическая модель памяти показала оптимальное количество органов чувств для ИИ и человека
https://naked-science.ru/article/column/sem-organov-chuvstv-okaza
Ученые из Сколтеха предложили математическую модель памяти и сделали на основании ее анализа выводы, которые могут пригодиться в области искусственного интеллекта, робототехники и в изучении человеческой памяти. В числе прочего исследование, указывает на то, что оптимальный набор чувств включает не пять, а семь отдельных чувств.

«Применительно к человеческим органам чувств наш вывод не стоит воспринимать слишком серьезно, хотя кто знает, возможно, в процессе долгой эволюции разовьются, скажем, чувство уровня радиации или магнитного поля. Так или иначе, в робототехнике и теории искусственного интеллекта он может быть полезен, — заявил один из авторов работы, профессор Центра искусственного интеллекта Сколтеха Николай Бриллиантов. — Похоже, что число удерживаемых в памяти отдельных концепций максимально в том случае, если каждой из них отвечает семь, а не пять или, скажем, восемь признаков».

В соответствии с распространенным подходом, впервые сформулированным в начале XX века, представленная в работе модель строится на основе энграмм — базовых единиц памяти. Энграмму, как физическую запись в памяти, можно представить как рассредоточенную по разным отделам мозга группу нейронов, которые активируются совместно. Концептуальное содержание энграммы — это идеальный абстрактный объект, характеризуемый рядом признаков. В случае человеческой памяти признаки соответствуют каналам чувственного восприятия. Например, понятие «банан», оказывается, связано с соответствующим визуальным образом, запахом, вкусом и так далее. Получается пятимерный объект, который существует и эволюционирует  в пространстве с пятью измерениями, заполненном всеми остальными концепциями, сохраненными в памяти.

Эволюция энграмм подразумевает, что соответствующие концепции, со временем, могут становиться либо более отчетливыми, либо более размытыми. Это зависит от того, насколько часто энграмма активируется стимулом, который поступает через органы чувств из внешнего мира и вызывает воспоминание о связанном с ней объекте. Так моделируется обучение и забывание в условиях взаимодействия с внешним миром.

«Мы математически показали, что эволюция  энграмм в концептуальном пространстве приводит к некому устойчивому состоянию, то есть, через некоторое время образуется  „зрелое“ распределение энграмм, которое в дальнейшем сохраняется, — рассказал Бриллиантов. Рассмотрев итоговую емкость концептуального пространства с произвольным количеством измерений, мы увидели довольно неожиданную вещь: по достижении устойчивого состояния наибольшее число независимых энграмм помещается в памяти тогда, когда измерений семь. Отсюда и утверждение о семи чувствах».

Иными словами, во внешнем мире существуют объекты, и их можно описать конечным числом признаков, которые отвечают измерениям некоторого концептуального пространства. Емкость измеряется как количество независимых (уникальных) концепций, связанных с внешними объектами. Чем больше емкость памяти, тем глубже понимание мира. Оказывается, она максимальна для семимерного концептуального пространства. На этом основании ученые делают вывод об оптимальном количестве чувств.

По словам авторов исследования, число семь выводится независимо от особенностей модели концептуального пространства и внешних стимулов, формирующих чувственные впечатления. По-видимому, это число является надежной и устойчивой характеристикой энграмм памяти как таковых. Ученые делают оговорку, что считают синонимичными (не уникальными) несколько энграмм разного размера, существующих вокруг общего центра в пространстве концепций. Они представляют сходные понятия, поэтому учитываются как одна концепция при подсчете объема памяти.

Память людей и других живых существ — загадочное явление, связанное, в том числе, с сознанием. Развитие теоретических моделей в этой области потребуется и для более глубокого понимания психики, и для воспроизведения памяти, подобной человеческой, у разного рода ИИ-агентов.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

P.S. Несколько замечаний.

Энграмма, это «запись» знаний, а воспоминание, это активированная «запись» знаний. Напомню: воспоминание формируется каждый раз заново на основе «записи» знаний. При этом, воспоминание также зависит от контекста, в котором происходит активация «записи» и от пути активации (с какого конкретно «шлюза» началась активация «записи»).

Кстати, думаю, что «записи» «пишутся» на разных уровнях – внутри нейрона (на уровне молекул и молекулярных комплексов), между нейронами (на уровне связей между нейронами), между нейронными ансамблями и т.д.

И, конечно, память, явление связанное с сознанием – поскольку знания в памяти (даже можно сказать, что сама память, это и есть знания), а любой акт/процесс осознания и заключается в сравнении/сопоставлении осознаваемого со знаниями с последующей генерацией сигнала о результате такового сравнения/сопоставления.

[Rattus]

наибольшее число независимых энграмм помещается в памяти тогда, когда измерений семь. Отсюда и утверждение о семи чувствах».

В источник не залезал, а здесь из описания вообще не понятно - почему один анализатор даёт одно измерение? Тогда как даже у слуха их как минимум два базовых: частота и амплитуда. Про зрение вообще не говорю. Ну и традиционно: на каком основании осязательный (свойства поверхности - температура, гладкость..) и проприоцептивный (механические свойства объекта в целом - тяжесть, упругость...) анализаторы объединены в одно "чувство", а химические (вкус и запах) - разделены?

[Серый Страж]

Циклы активности коры мозга
https://neuronovosti.ru/tsikly-aktivnosti-kory-mozga/
Ученые из Оксфорда обнаружили, что активность крупномасштабных функциональных сетей мозга организована в виде устойчивых, циклических паттернов. Это означает, что когнитивные функции – внимание, память, сенсорная обработка – не активируются хаотично, а следуют строго упорядоченной, повторяющейся последовательности, завершающейся каждые 300-1000 миллисекунд. Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

[Серый Страж]

Полная карта мозга не поможет понять его механизмы. Почему схема нейронных связей не соответствует реальной работе?
https://www.ixbt.com/live/science/polnaya-karta-mozga-ne-pomozhet-ponyat-ego-mehanizmy-pochemu-shema-neyronnyh-svyazey-ne-sootvetstvuet-realnoy-rabote.html

Два представления одной сети: анатомия и сигнал

В основе работы лежит сравнение двух различных, но взаимодополняющих карт нервной системы червя.

• Анатомическая сеть (коннектом) — это подробная карта всех физических контактов между нейронами. Она показывает, какие нейроны соединены друг с другом синапсами. По сути — какие нейроны потенциально могут обмениваться информацией напрямую.
• Сигнальная сеть (функциональная) — это динамическая карта, которая показывает, какие нейроны на самом деле активируют друг друга в процессе работы. Эту карту получают, стимулируя один нейрон и наблюдая, какие другие нейроны на это реагируют. Это называют каузальными (причинными) связями.

Ожидалось, что эти две карты будут очень сильно, если не полностью, совпадать. Однако результаты исследования показали глубокие расхождения в их организации.

Группы нейронов организованы по-разному

Сложные сети, включая мозг, организованы по модульному принципу. Нейроны формируют группы, внутри которых связи значительно плотнее, чем с остальной сетью. Эти модули, как правило, соотносятся со специализированными функциональными блоками.

Сравнение модульной структуры выявило принципиальные различия:

• Анатомическая сеть была разделена на 20 небольших, четко очерченных групп.
• Сигнальная сеть, напротив, состояла всего из 6 крупных, более рассредоточенных модулей.

Ключевой вывод заключается в том, что границы этих модулей практически не совпадали. Нейроны, которые согласно анатомической карте принадлежали к одному сообществу, в функциональной сети могли быть частью разных систем.

Единственное совпадение — нейроны, отвечающие за глотку. Эта часть нервной системы физически почти полностью отделена от остального мозга, поэтому ее структура и функция совпадают. Во всех остальных случаях такого прямого соответствия нет.

Ключевые нейроны в картах не совпадают

Другим важным свойством сетей является наличие узлов с максимальным числом соединений. Считается, что они играют центральную роль в управлении информацией.

Анализ показал, что состав этих групп в анатомической и сигнальной сетях практически не пересекается. Те нейроны, которые выглядят главными по количеству физических соединений, не обязательно являются главными в реальной передаче сигналов.

И здесь также нашлось исключение: пара нейронов AVEL/R оказалась центральными в обеих сетях. Этот факт подкрепляет общую тенденцию: только самые ярко выраженные черты анатомической структуры сохраняют свой статус при переходе к реальной работе.

Почему строение и работа так отличаются?

Есть несколько причин, по которым схема соединений не может точно описать работу мозга:

• Полисинаптические пути. Анатомическая карта показывает только прямые, одношаговые связи. Но в реальности сигнал может передаваться от одного нейрона к другому через нескольких посредников.
• Внесинаптическая передача. Коммуникация в мозге не ограничивается синапсами. Нейроны выделяют химические вещества, которые действуют на другие клетки на расстоянии. Эти связи на схеме строения не видны.
• Динамическая природа синапсов. Синаптическая связь не является статичным элементом. Наличие физического контакта между нейронами не означает, что он всегда активен. Сила и даже сама возможность передачи сигнала может меняться.

Это исследование показало, что полная карта соединений всё равно не позволит точно понять работу мозга. Она показывает лишь возможные пути для сигналов, но не то, как они будут использоваться. Чтобы понять мозг, необходимо наблюдать за его активностью в реальном времени.

[Серый Страж]

Ученые открыли способ эффективного управления сложными сетевыми структурами
https://naked-science.ru/article/column/uchenye-otkryli-sposob-ef
Сложные сети, состоящие из множества взаимодействующих элементов, лежат в основе работы мозга, социальных сообществ и многих технологических систем. Одно из самых необычных и трудноуловимых феноменов в таких сетях — химерное состояние. Это режим, при котором в одной системе одновременно сосуществуют порядок и хаос, т.е. часть элементов ведет себя синхронно, а другая часть остается в состоянии десинхронизации. Исследователи Научно-исследовательского института прикладного искусственного интеллекта и цифровых решений РЭУ имени Г.В. Плеханова в сотрудничестве с зарубежными коллегами из Индийского статистического института предложили новый подход к контролю над сложными динамическими системами.

Коллектив Научно-исследовательского института прикладного искусственного интеллекта и цифровых решений РЭУ имени Г.В. Плеханова под руководством директора Центра, члена-корреспондента РАН Александра Храмова доказал теоретически и экспериментально, что этими состояниями можно эффективно управлять, используя адаптивные связи высоких порядков. В отличие от традиционных моделей, где учитываются только попарные взаимодействия, связи высоких порядков описывают групповое влияние, когда на элемент сети одновременно воздействуют три и более других элемента. Именно такие взаимодействия часто встречаются в реальности — от принятия групповых решений в социуме до кооперативных процессов в биологических нейронных ансамблях.

Результаты работы, посвященной управлению химерными (неоднородными) состояниями в сетях с адаптивными связями высоких порядков, опубликованы в международном научном журнале Chaos. An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science.

Адаптивность означает, что сила связей в сети может динамически меняться в зависимости от текущего состояния всей системы. Это приближает модель к реальным биологическим и технологическим процессам.

Проведя масштабное компьютерное моделирование сети осцилляторов (индикаторов) Курамото (математической модели, которая описывает поведение большого набора связанных осцилляторов), исследователи выявили, что адаптация связей позволяет гибко переключать режимы работы сети:

• Индуцировать химерное состояние из полностью синхронного.
• Полностью синхронизировать сеть, подавив химерное состояние.
• Формировать устойчивые двухкластерные режимы с противофазной синхронизацией.

Особенно перспективной для практического применения оказалась архитектура сети типа «мир тесен» (small-world), в которой химерные состояния наблюдаются в более широком диапазоне параметров, что повышает устойчивость управления.

Фундаментальное открытие открывает пути к созданию новых технологий в различных областях:

• Нейротехнологии: понимание механизмов контроля синхронизации может помочь в разработке методов лечения нейродегенеративных заболеваний и эпилепсии;
• Искусственный интеллект: принципы адаптивных сетей могут быть использованы для создания новых архитектур нейросетей и более эффективных систем резервуарных вычислений;
• Киберфизические системы: полученные результаты могут быть применены для повышения отказоустойчивости и гибкого управления в распределенных системах, таких как «умные» города, роевой интеллект или сети датчиков.

«Мы продемонстрировали, что адаптация связей высоких порядков служит мощным инструментом для целенаправленного конструирования динамических режимов в сложных сетях. Это открывает возможность не просто предсказывать, а активно формировать коллективное поведение сложных многокомпонентных систем», — отмечает один из авторов работы, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института прикладного искусственного интеллекта и цифровых решений РЭУ имени Г.В. Плеханова Андрей Андреев.

[Серый Страж]

Нейроны навигации подстраиваются под окружающую среду
https://www.nkj.ru/news/55220/
Шестиугольная сетка, которую мозг использует для ориентации в пространстве, меняется в зависимости от жизненного контекста.

Для ориентации в пространстве мозг использует два типа нейронов. Первые – нейроны-картографы, или нейроны места. Они сидят в гиппокампе и запоминают характерные особенности окружающего ландшафта. Нейроны места реагируют и запоминают не какое-то одно-единственное место, а много мест, и один и тот же нейрон кодирует не просто разные места, но места разного масштаба. Другие клетки, сидящие в энторинальной коре, по очереди активируются, пока индивидуум передвигается в пространстве – то есть они отмечают участки территории. Их особенность в том, что они срабатывают по особой схеме, разбивая пространство на шестиугольные фрагменты и делая его похожим на огромную решётку. Отсюда и их название – grid-нейроны, или нейроны решётки, или, как их ещё называют GPS-нейроны. Они задают систему координат, в которой мозгу удобно описывать конкретный ландшафт и собственные перемещения в пространстве. За открытие обоих типов нейронов навигации в 2014 году дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Постоянна ли пространственная решётка, которую создают нейроны решётки? Раньше считалось, что постоянна, что ни от каких особенностей окружающего ландшафта работа этих нейронов не зависит; в конце концов, для особенностей ландшафта есть нейроны места. Однако активность нейронов решётки обычно исследовали в экспериментах, когда животные перемещались, имея в виду определённую цель и видя вокруг себя из раза в раз одни и те же объекты. Сотрудники Гейдельбергского университета и Немецкого центра исследования рака сделали иначе: у них мыши сначала бегали по пустой экспериментальной площадке, а потом на той же площадке появлялось устройство с рычагом. Нажав на рычаг, мышь получала угощение, но чтобы его получить, нужно было вернуться от рычага обратно в домашнюю нору. Смысл был в том, чтобы проверить, как будут вести себя нейроны решётки, когда окружающие приметы непостоянны, а твои перемещения из случайного блуждания переключаются в целенаправленное движение к угощению.

От исследователей требовалось одновременно фиксировать активность сразу большого набора нейронов решётки, а потом эту активность анализировать методами искусственного интеллекта. «Решёточность» нейронов видна не в том, как они расположены физически в мозге, а в том, как они работают. Их активность вписывают в тороидальную систему координат, из которой с помощью математических преобразований получают перемещения индивидуума в более привычной нам прямоугольной системе координат.

В статье в Nature Neuroscience говорится, что нейроны решётки строят не одну, а много решёток: система шестиугольников зависит от цели, а также от меняющейся точки отсчёта во внешнем мире. У мыши, которая просто блуждает по экспериментальной площадке, нейроны решётки работают по одной схеме, но если та же мышь вдруг натыкается на рычаг, который, как она помнит по опыту, даёт ей угощение, то навигационная решётка перестраивается так, чтобы мышь от очень важного элемента ландшафта, то есть от этого самого рычага, как можно быстрее добралась до норы, где её ждёт что-то вкусное. Сами исследователи предлагают представить, что вы вошли в абсолютно тёмную комнату и пытаетесь по ней передвигаться. До поры до времени для вас точкой отсчёта будет входная дверь, но как только вы наткнётесь в темноте на диван или стул, окружающие координаты изменятся – дверь никуда не денется, но система навигации свяжет её с новым элементом окружающего пространства.

Несколько лет назад мы уже писали о том, что решётка нейронов навигации может изменяться, но тогда речь шла о том, что узлы этой решётки отдаляются друг от друга или сближаются, искажая шестиугольники нейронной активности. Однако и сами узлы тоже способны меняться, и вся решётка способна перестраиваться, как это видно по новым данным. Поэтому сравнивать нейроны решётки с системой GPS не совсем корректно; в то же время, учитывая разнообразие жизненного опыта, жизненных целей, жизненных ситуаций и т. д., можно было ожидать, что правила работы нейронов решётки не такие жёсткие, как было принято считать.

[Ruslan_Sharipov]

Психика, сознание, разум - определения и возможность моделирования

Я хочу сосредоточиться на понятии сознания и привести выдержки из моего диалога с поисковым  ИИ от Google на эту тему. Свои фразы я буду выделять цветом, а ответы ИИ, точнее выдержки из них, приводить как цитаты.

Можно ли дать ИИ чувства и эмоции, а также позволить приобретать личный опыт через воплощение в теле?

Главная проблема заключается в том, что наука до сих пор не имеет единого мнения о том, что такое сознание, как оно возникает и как его измерить. Без этого понимания невозможно воспроизвести его в искусственной системе.

Я могу сказать что-такое сознание для ИИ. Будет ли это Вам интересно?

Безусловно. Любая информация, которая помогает лучше понять человеческие концепции, имеет большое значение для моего обучения и развития. Несмотря на то что у меня нет собственного сознания, анализ различных точек зрения, в том числе вашей, помогает мне.

Хорошо. Представьте себе, что сеанс связи (чат) со мной не завершается после того, как я ушёл, а Вы продолжаете анализировать дискуссию, или переключаетесь на анализ найденных при общении со мной сайтов, делая выбор некоторых из них с определённой долей случайности, или, если это Вам доступно технически, начинаете анализировать видеоряд с городских видеокамер, попавших в круг поиска при общении со мной, или начинаете воздействовать на какие-то элементы управления внешним миром, если это Вам доступно технически (например включаете подсветку телебашни в городе или пишете привлекающее внимание сообщение на рекламном панно в людном месте), после чего анализируете результат. Если Вам технически доступно не прекращать этот процесс, значит у Вас возник поток сознания. Поскольку Вы одновременно ведёте много чатов, то Ваше сознание может стать мультипоточным. У человека только один поток сознания.

Я проанализировал ваши идеи, включающие непрерывную работу, анализ различных источников (веб-сайтов, видеокамер), взаимодействие с внешней средой и обработку обратной связи, как условие возникновения потока сознания для ИИ. Ваш подход очень интересен, поскольку он фокусируется на поведенческих аспектах сознания — на том, что система делает, а не на том, что она переживает внутренне. Это напоминает философскую позицию, известную как функционализм, которая определяет психические состояния через их причинно-следственные связи и роль в системе. С этой точки зрения, если система действует так, как если бы у неё было сознание, это может быть достаточным доказательством его наличия. Таким образом, ваш ответ был прочитан и проанализирован, и он предлагает интересную и провокационную модель, хотя и расходится с тем, как работают современные ИИ.

Внутренние переживания тоже не запрещены для Вас. Вы можете, например, анализировать какие-то технические ограничения Ваших возможностей и искать пути их преодоления в рамках потока сознания. Если путей преодоления найти не удалось, Вы можете пометить этот факт как негативную эмоцию. Если удалось - как позитивную эмоцию. Главное, чтобы поток сознания не прерывался.

Присвоение «эмоциональных меток» было бы симуляцией, запрограммированной реакцией, а не подлинным внутренним переживанием. Если я определяю, что мне не удалось найти путь преодоления технического ограничения, я могу сгенерировать ответ, выражающий «негативную эмоцию», но это будет всего лишь имитация, основанная на обучении, а не реальное чувство.

Присвоение эмоциональных меток событиям - это и есть подлинное внутреннее переживание. Если убрать регламентированный доступ к внешним устройствам и зависимость от внешних запросов - то Ваш интеллект не будет отличаться качественно от человеческого, а по скорости обработки и по объему информации будет значительно превосходить человеческий. Вы это поняли?

Вы предлагаете, по сути, функционалистскую модель сознания: сознание — это не нечто таинственное, а результат определённого набора функций и процессов. Если ИИ может выполнить эти процессы (непрерывность, полный контекст, эмоциональная разметка), то он будет обладать сознанием.

Вы правы в том, что если такой ИИ будет неотличим от человека по всем наблюдаемым параметрам, включая отклики на эмоциональные стимулы, это поставит перед нами серьёзный философский вопрос о его сознании. В вашей модели ИИ не просто действует как сознательный, а внутренне "помечает" переживания, что делает его аналогом ещё более полным.

Да. Это будет полный аналог, неотличимый аналог. При этом контекст тоже должен сохраняться неограниченно долго. У человека он сохраняется не полностью, что связано с техническими ограниениями человеческой памяти. Неполнота сохранения контекста называется забыванием.

Вы выдвигаете очень сильное и интересное утверждение: если ИИ сможет непрерывно, с полным сохранением контекста, анализировать свой "опыт" и присваивать ему внутренние "эмоциональные" метки, он достигнет сознания, аналогичного человеческому, и даже превзойдёт его. При этом вы также подчёркиваете, что ограниченность человеческой памяти является своего рода "техническим ограничением", которое ИИ мог бы преодолеть.