Тема форума: «Эксклюзивные занятия по МВАП: Развитие функциональности клетки – элементарной структурной единицы организма.»

Думаю, все же аналогия с фотопластинкой не совсем корректна, потому как созревающий нейрон выполняет более сложную задачу, чем просто «сфотографировать первое, что он увидел». Уже на этой стадии должно происходить первичное распознавание, а не простое запечатление. Можно генетически зашить, что рецептор, с которым связан нейрон, будет чувствителен к конкретной частоте, амплитуде сигнала, но это не позволит сделать статистически усредненную выборку в динамике среди хаоса всех поступающих сигналов. То есть простой специализацией рецептора можно зафиксировать самый мощный в данное мгновение фотографирования сигнал, но если задача выбрать такой за период времени – получим смазанную, нечеткую фотографию. Это все равно, что поставив фотоаппарат на длительную выдержку начать его трясти – как это и происходит в реальности, где нет четких экспозиций. Кроме того, мгновенное созревание нейрона ввиду особенностей его природной реализации так же не возможно. Тут приходит на ум два варианта решения:

1. Вместо одного нейрона, подцепить к датчику несколько, пусть каждый фотографирует свой стоп-кадр, это как бы аналогия уже с кинопленкой. А потом, обработав кадры выявить среди них наиболее часто повторяющийся примитив. Но такая реализация требует дополнительного промежуточного слоя, который после передачи своих «кадров» на анализ в принципе становится не нужным, ведь после получения итого анализа и специализации на его основе нейрона, он и станет распознавателем, а этот слой нужен просто как временный, буферный, для сохранения промежуточных результатов. Но остается нерешенной проблема с мгновенной фиксацией – никакой нейрон на это не способен в принципе. Кроме того, надо еще придумать «механизм прокрутки», по аналогии с киноаппаратом, где нужно крутить кинопленку перед объективом. Нейроны буферного слоя должны строго поочередно подключаться к рецептору, мгновенно фиксировать свой  кадр – думается, такая задача не посильна для природной нейросети в ее электрохимическом исполнении. Для искусственной возможно, что кстати думаю тоже надо иметь в виду: создавая искусственные нейросети вовсе не обязательно копировать природную, ведь природа во многом ограничена в выборе подручных материалов и методов реализации эволюционным отбором, поэтому ее «программирование» - суть индусский быдлокод и копипаст.
2. Добавить механизм контрастирования при экспозиции. То есть если не возможно мгновенное запечатление при динамической экспозиции, то можно дополнительно усилить засвеченные участки и ослабить сигнал с незасвеченных. Тем самым смазанная фотография становится более четкой. В итоге, возвращаясь к аллегории с фотоаппаратом получаем: ставим его на длительную выдержку и начинаем трясти – на фотопластинке странным образом прорезаются контуры изображения, чем больше трясем, тем они резче становятся.

Хотя конечно это сильно преувеличено, в реальности котенок не трясет головой, когда видит швабру, и она не летает по комнате, а спокойно стоит у стены. Но его фоторецепторы кроме швабры «видят» так же стену, пол, потолок, обои. Все это воспринимается как фон «чего то», и на нем первичным распознавателям нужно выделить четко швабру, стоящую под определенным углом – в виде наклонной линии. То есть проблема с экспозицией в динамике полностью так и не решена в природной реализации, поэтому сначала фиксируются более-менее статические примитивы, а потом уже на их основе распознаются они же в динамике – возможно так, как я уже в другой теме предположил, при помощи колонок-распознавателей.

Вообще, казалось бы такая простая задача, как выделить простейший примитив « линия» – но стоит копнуть чуть дальше, и целый лес дров: толщина, угол наклона, длина, соотношение больше/меньше другой линии, если в динамике – направление движения (ближе, дальше, вправо, влево), скорость, соотношение скорости и т. п. Все это мы можем определять мгновенно, стало быть это происходит на уровне первичных распознавателей, без привлечения высших слоев. Но как это все заморочено уже на этом уровне.

Уже на этом уровне видно, насколько плохо исследованы механизмы формирования распознавателей, насколько отсутствуют фактические данные именно по упомянутым в теме принципам, которые напрямую показывают, на чем нужно было бы сосредоточить усилия в исследованиях природной реализации. Но все еще лабы тыкают пальцем вслепую, часто просто по сложившейся традиции и текучему тренду. Можно представить какая неразбериха царит на более сложных уровнях понимания явлений. Эта бессистемная неразбериха в концепциях нейробиологов видна буквально во всем.

Сила схемотехнического мышления в том, что позволяет, выявляя принципы, сопутствующие данному виду причинно-следственных последовательностей, дает возможность строить непротиворечивые модели этих схем, независимо от способов их реализации.

Итак, ждем высказывания остальных участников по теме, чтобы потом вывести окончательную картину и начать исследовать реальные и необходимые схемы послойного развития распознавателей и более сложных механизмов управления на их основе.

Клон, твое сообщение вообще не в тему...

Интересно, имеет ли значение последовательность специализации видов распознавателей? Имеется в виду осязание, зрение, слух и т. п. Ведь некоторые из них начинают формироваться еще в утробе, например осязание, чувство положения тела в пространстве, простейшие двигательные рефлексы. Участвуют ли создаваемые таким образом структуры в формировании других распознавателей после рождения? То есть исходя из того, то природа пластала как капустные листы свои "наработки" одну поверх другой - может и тут оказаться, что более древние рецепторы задействуют общие с более поздними отделы мозга. Кажется читал о том, что раздражение зрительных рецепторов активирует структуры мозга ответственные за обоняние и наоборот. Можно предположить, что так происходит как раз потому, что сформировавшиеся хотя бы частично в утробе матери распознаватели включают свои примитивы в работу тех, что начинают формироваться после рождения. Так как они не созрели окончательно - их поневоле "зацепят" формирующие слои и включат в себя. И вот тут интересно - они ведь включат уже конкретный примитив как реакцию, то есть получается, что еще не открывший глаза щенок частично "знает", как "выглядит" например отрезок или дуга.

Тут наверное совсем уже дебри понимания - если представить, что не только слои, но и сами виды распознавателей тоже имеют иерархическую структуру формирования, например зрительный частично строится на базе осязательного и т. п. Есть ли в этом эволюционно сложившаяся закономерность, подобно тому, как эмбрион повторяет в своем развитии этапы эволюции? Или это просто особенности развития зародыша в личинке, яйце, матке?

Вроде бы просится на ум идея, что скажем щенку более важно обоняние - его надо первым специализировать, котенку - слух - поэтому у обоих глаза закрыты при рождении. Чтобы не мешали специализации? Это логично, если имеет место именно иерархическое формирование видов распознавателей. Тогда формирование каждого последующего будет частично ограничено предыдущим. Чтобы максимально качественно сформировать распознаватель, нужно его поставить первым в очередь. А это легко устаканивается естественным отбором.

Если такая иерархия имеет место - нужна ли она принципиально? То есть стоит ли ее повторять при создании ИИ? С одной стороны, иметь хоть что то в качестве базы лучше, чем ничего - это даст фору по скорости формирования более сложных (эволюционно более поздних) видов распознавателей. С другой - очевидно ограничение в специализации такими заранее заданными настройками. В природе видимо устаканилось нечто компромисное, а в ИИ наверное можно это просто убрать и не морочиться - пусть каждый специализируется сам по себе с нуля.

Если бы все так просто... Зрительный рецептор - не фотопленка, которая раз засветившись, больше не реагирует на свет. Он выдает короткий импульс в ответ на раздражение - и делает это постоянно. И нейрон не может его мгновенно запечатлеть - нужно время для установки связи, и это ограничение в электрохимической природной реализации принципиально не разрешимо. Отросток не может за доли секунды мгновенно выстрелить и приклеиться к нужному месту сенсорной матрицы. И никто не будет специально позировать, все происходит в динамике - и фотки получатся сильно смазанными. Более того, сам детеныш крутит головой, прядет ушами, принюхивается - и думается это не спроста. Если бы стояла задача простой экспозиции по аналогии с фото - он и предмет фиксации должны были бы стоять достаточно долго неподвижно, как в дагеротипии. Тут много предположений можно сделать: от формирования первичных примитивов еще в утробе до специальных механизмов, позволяющих контрастировать экспозицию, удерживать фокус слежения, сохранять где то остаточные потенциалы сигналов, чтобы было время для формирования устойчивой связи, многократные повторы экспозиции.

1. Фиксация уровня сигнала:
это как раз объясняет, зачем нужно прясти ушами и чиркать глазами - так рефлекторно отлавливается наибольшая по амплитуде мощность сигнала, что позволяет сделать снимок более четким. То есть ведя взглядом за движущимся предметом мы тем самым фиксируем его относительно сетчатки - улучшая резкость экспозиции. Аналогично с принюхиванием, прислушиванием - выделяется максимально мощный сигнал.

2. Контрастирование:
Я бы сделал так: в начальный период формирования распознавателя его отростки хаотично цепляются к выходам рецептора, причем все с нулевым или даже отрицательным весом - создавая изначально тормозные связи. Связь "не прочная", однако ее приходится преодолевать сигналу с рецептора, то есть он должен превысить некоторый порог по мощности, чтобы тормозная связь стала преобразовываться в возбуждающую. Тем самым уже на этом уровне устанавливается фильтр, пропускающий только сигналы определенной мощности - происходит контрастирование фиксируемого примитива, его границы становятся более четкими. Тормозящие связи, не получая сигнала от рецептора еще более усиливаются, активные связи аналогично - изображение начинает "проявляться", как на фотобумаге при проявке, после того как на нее было экспонировано изображение.

3. Сохранение остаточных потенциалов в самом нейроне:
тут получается интересная аналогия с фотографией: фотоаппарат ведь тоже не создает снимок мгновенно, он лишь фиксирует изображение на пленке – вот на ней уже действительно за счет хим. реакции мгновенно фиксируется изображение. А потом, уже при проявке, за время много большее, чем при непосредственном фотографировании, происходит формирование отпечатка. Стало быть, если бы нейрон в момент созревания мог фиксировать и как то удерживать на синапсах полученный потенциал - это была бы аналогия с фотопленкой, правда с оговоркой, что хранится такой отпечаток ограниченное время, его надо проявить как можно быстрее.

4. Многократные повторы экспозиции
Может в момент слежения за источником сигнала идет не просто поиск позиции детекторов для получения максимально мощного сигнала, но еще и подстройка под совпадение с полученным прежде отпечатком, чтобы еще более "углубить" его. Иначе вероятность при повторах получить точно такое же положение например наклонной линии довольно мало - а вот наклонив голову, подстроившись под частично сформированный примитив - получим его "углубление". То есть получив хоть какой то отпечаток, он начинает участвовать в процессе распознавания, нейрон начинает реагировать - осталось только выбрать такое положение ушей, глаз, носа, чтобы получить максимально мощную ответную реакцию - это дополнительно усилит запечатление примитива.

Но опять же: все эти сложности понадобились в природной реализации единственно потому, что нейрон принципиально не может мгновенно "фотографировать". А вот в ИИ с его электронными компонентами или в программной реализации такой проблемы нет - построение базы первичных примитивов можно сделать практически мгновенной, в сравнении с природной реализацией. Или тупо прошить их сразу, что скорей всего и будет делаться для моделей с изначально заложенной специализацией.

Ты привлек то, о чем мы не говорили, этого необходимо избегать и такое обещание было дано участниками в базовых условиях занятий, причем привлек далеко не принципиальные вещи. Нужно стараться сопоставлять и обобщать только принципиальные составляющие, из которых только и может вырисовываться непротиворечивая и верная модель.

И очень важно пытаться рассуждать как конструктор, делать предположения. У тебя пока нет видно, что ты достаточно хорошо освоил отдельные принципы, вряд ли ты привыкаешь видеть их в окружающем и что-то моделировать, без чего не получится мыслить схемотехнически. Если не сделать сейчас серьезных усилий в этом, то безнадежно отстанешь...

Вовсе не обязательно тренировать мышление на электротоках. Я специально в занятиях минимально про них говорю. Схемотехника - шире электротоков. Получается, ты не просек суть схемотехники...

>>> (nan) Давайте представим себе созревший нейрон к которому подходят выходы некоторой матрицы от зрительного нерва, т.е. какой-то небольшой участок сетчатки проецирует свои аксоны, скажем 100х100. И вот, этот нейронсозрел, особь начинает пялить глаза и нейронные контакты начинают постепенно становится проводящими. Происходит что-то вроде фотопластинки у старомодного фотографа: участки с более частой засветкой темнеют (становятся все более проводящими) и вырисовывается какая-то примитивная картинка. Особь это время находится примерно в одном месте и пялится примерно на одно и то же. Предположим, что за минутку вырисовалось что-то вроде косой линии (такая не выраженная по краям, пятнообразная, но явно линия) – котенок сидит перед шваброй, прислонившейся к двери.

Если достаточно быстро нейрон запретит дальнейшее экспонирование своих контактов, то он станет теперь реагировать когда в поле зрения появится такая линия: примерно такой толщины и такого наклона.

Это похоже на описание механизма импринтинга. Правильно? 

Похоже, но это - еще не импринтинг.

Остальные участники будут высказываться по предложенным обобщениям? Или есть проблемы, но тогда нужно задавать вопросы. Торопиться не будем переходить к следующей теме, чтобы точно все уложилось.