Те ли модели используются в ИНС?

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Чт мар 26, 2009 12:15 pm

На очередном (24 марта 2009) заседании Московского СЕМИНАРА под рук. академика А.Л. Микаэляна
"Нейроинформатика и когнитивные исследования" был сделан доклад Мурзиной Г. Б. на тему: «Постсинаптические механизмы пластичности», в котором были изложены факты, способный изменить представление о нейрональных моделях, используемых в построении ИНС (искусственные нейронные сети). Основная мысль доклада заключалось в том, что изменение веса связи (пластичность) в основном определяется состояние постсинаптических образований, а не электрической составляющей мембран нейронов. Дальнейшее исследования в данном направлении, могут значительно изменить представление о моделях нейрона, а значит и в моделировании как нейроинформационных, так и когнитивных процессов человека.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пт мар 27, 2009 5:08 pm

Доклад Мурзиной Г.К. «Постсинаптические механизмы пластичности» навеял некие аналогии: Ича или рецептор 4-го измерения представляются как «кластер рецепторов», со всеми вытекающими из этого понятия функциями, то есть адаптация на уровне клетки к изменяющимся условиям за счет перестройки рецепторного аппарата (ферменты, РНК, ДНК, филоменты) – практическая реконфигурация клетки. Что означает - двигательная активность клетки это результат реконфигурации рецепторов. Двигательные белки (актин, миозин6,5 и др.) клеток играет транспортную роль в изменении количества и качества рецепторов на (в) мембране.
Отсюда, любопытный вывод, что вся электрическая составляющая нервной системы есть либо следствие всей этой биохимии, либо участвующая в ее частичной модуляции. Поэтому, при моделировании нейронов и их сети необходимо исходить именно из основной функции клеток: реконфигурация рецепторов.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Вт окт 20, 2009 12:39 pm

В продолжении темы можно ознакомиться с замечательной статьей И.В. Шемаровой "Роль сдвигов мембранных потенциалов на начальных стадиях проведения сигнала в клетках низших эукариот" http://www.tsitologiya.cytspb.rssi.ru/4 ... marova.pdf. Особенно с точки зрения эволюции.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пн окт 26, 2009 12:00 pm

Из работы И. В. Шемаровой можно сделать два важных вывода:
1. Любое рецептивное раздражение уже у протист вызывает таксис. «Неожиданным оказалось, что, как и у высших животных, изменение МП лежит в основе таксисного поведения клеток, а также их реакции на механические и термические воздействия.» стр. 953. «Интересно, что в дрожжевых микроорганизмах световозбуждение мембраны и изменение МП инициирует не быстро развивающиеся во времени фототаксисные поведенческие реакции, программируемые клеточные процессы – рост и дифференцировку (Linden et al., 1997).» стр. 958.
2. В это же самое время появляется и дифференцирование и развитие разных модальностей: а) механическая, включая и гравитационную; б) химическая; в) электромагнитная (температурная, световая). «Многие факторы указывают на то, что анцестральный (предшествующий, предковый) светочувстительный белок у протистов первоначально выполнял функцию только протонного транспортера и не участвовал в передаче светового сигнала» стр. 958

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Чт дек 10, 2009 6:11 pm

Практически все сводится к утилизации энергии, проявляемой ввиде перемещения различных образований (ионы, молекулы и их комплексы) через мембрану и как результирующее этих перемещений - таксис.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Вт дек 29, 2009 9:14 am

Из лекции Татьяны Черниговской "Язык и сознание: что делает нас людьми?":
«Итак, есть параллельное описание нейрофизиологических процессов и ментальных состояний, которые то ли ими вызываются, то ли сопутствуют им. Это описание никак не помогает нам ответить на вопрос, как именно поведение нейронной сети порождает субъективные состояния. Из всего, что я слышу в последнее время, приходится сделать вывод, что без серьезной смены парадигмы этот провал в объяснении не будет преодолен. Лавинообразно растут горы хороших фактов, которые мы получаем благодаря все усложняющейся технике. Каждый день появляются новые статьи. У меня создается впечатление, что мы попали в ловушку этих фактов. Не только их количество не улучшает нашу жизнь, но и чем более сложная техника у нас появляется, тем нам же хуже.»
К проблеме смены парадигмы, пожалуй, начинают склоняться все больше исследователей. Но предложений по новой парадигме, во всяком случае в официальной науке, не наблюдается. Поэтому, возникает вполне законный вопрос: «Почему?»

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Сб янв 09, 2010 12:05 am

В работе Виноградовой O.C. Нейронаука конца второго тысячелетия: смена парадигм// Журнал ВНД. 2000. Т.50. С.743-774. так же был призыв к смене парадигмы.
И здесь, пожалуй, необходимо повернуться лицом к философскому видению это проблемы - смены парадигмы.
Если рассматривать весь Мир, то все можно представить в виде одной или множество систем. Появление этой или этих системы возможно только в трех вариантах:
1) Креативный - кто-то, кто вне познаваемости, воздействуя на что-то, формирует системы;
2) Синергетический - множество элементов, взаимодействуя между собой, организуются в системы;
3) Субъективный - события, происходящие в объективной реальности, выделяются субъективной реальностью и конфигурируются в системы.
Из системного подхода для каждой системы может быть только одна цель, один критерий достижения этой цели, один системообразующий фактор. При креативном варианте все остается за пределами познания и цель, и критерий, и системообразующий фактор. При синергетическом источнике одной проблемой становится как раз выбор цели и критерия, так как невозможно выбрать фактор из-за отсутствия представления об устройстве элемента, то есть за счет чего этот элемент системы стремиться или не стремится к взаимодействию с другим элементом. Вторая – проблема с наблюдателем, так как он тоже является системой и/или часть систем, что в свою очередь затрудняет выбор уровня оценщика (гомункулюса), который и обладает способность выбора взаимодействия (реакции). Поэтому остается только третий вариант – субъективный, который и может служит для развития другой парадигмы.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пт янв 29, 2010 10:12 pm

А вот еще 5 копеек в тему: «…системные представления о работе мозга заставляют пересмотреть традиционную структурно-функциональную парадигму.» http://www.strf.ru/science.aspx?Catalog ... 9&rated=ok «Российские учёные предлагают активный мозг».
Да и доклад Александрова Ю.И на конференции «Нейроинформатика – 2010» вполне соответствует тому, что грядет иная парадигма о мозге и интеллекте.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Вт фев 23, 2010 6:57 pm

Предложение в связи возможной смены парадигмы
Вопрос о смене парадигмы вызывает непонимание и соответственно страх. Кажется, что нет точек, от которых можно было бы оттолкнуться для формирования идеи новой парадигмы. А раз нет новых точек опоры (отсюда и страх), то и возникает ощущение, что может быть все устаканится и с использованием старых, проверенных, и хотя не дающих понимание всех феноменов мира, но позволяющих выстраивать какие-то локальные, обеспечивающие жизнь, карьеру и т.д. «мировые» закономерности. Предложенная мной классификация систем (креативная, синергетическая и субъективная), позволяет сделать выбор, а значит определиться и решить, что первой точкой опоры может быть именно подход от источника систем, то есть рассматривать систему как источник субъективной оценки всего того, что субъект может выделить и связать между собой. Тогда, оценивая, все то, что происходит в объективной реальности и доходит до субъекта, формируя субъективную реальность, есть продолжение событий или их траектория из объективной реальности в субъективную. В таком случае можно рассматривать все события не как отдельные объекты и процессы, а как единую систему, в которой возникает трансформация событий – преобразование событий объективной реальности в события субъективной. Наука, изучающая эти траектории и их закономерности, и будет называться «ТРАЕКТОЛОГИЯ».
Понимание процессов преобразование последовательности событий может внести существенный вклад в объяснение многих, на сегодня не ясных явлений. Правда, здесь возникает определенная трудность с языком. Так как язык есть отражение выявленных субъектом явлений и хотя, на сегодня, представлен хорошо развитым, но сформированным объектным представление – математикой, необходимо сформировать новые отношения, не объектные, а значит и другой язык – язык траекторий (ЯТ).

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Сб мар 20, 2010 3:10 pm

Вот еще одна работа, которая может способствовать к пересмотру парадигмы об использование электрического импульса в моделировании ИНС: «РОЛЬ ИОНОВ Са2+ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ СИГНАЛОВ В КЛЕТКАХ РАСТЕНИЙ», С.С. Медведев, И.В. Маркова, http://85.143.0.20/pages/e-library/vest ... 2001/5.pdf .

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Чт май 27, 2010 8:49 am

Присутствовал на докладе "О запоминании последовательностей в сетях импульсных нейронов" авторов: О.Ю. Синявский, А.И. Кобрин (Московский энергетический институт). Убило заявление докладчика (Синявского), что он и не преследовал какой-либо аналогии с реальным нейроном, то есть практически никакой связи с нейрофизиологией. Прав Гегель: «Лишь вялость мысли, желая избавиться от труда определения понятий, прибегает к формулам…» (Гегель. Философия природы. Энциклопедия философских наук. Т. 2. М., Мысль. 1975.). Но, вот что, по-видимому, авторы не заметили, то, что их модель может послужить в качестве иной парадигмы для понимания живого. Выделив входы в виде разномедиаторных каналов, то есть, обозначив пространственный код входов как конфигурируемый паттерн и переведя этот код во временной (последовательность выходных спайков), они смоделировали работу любого субъекта выступающего как прогнозирующая система. «Физическая модель прогноза. Единственным объяснением феномена предвиденья или прогноза, может быть только модель, в которой к интеллектуальному приемнику энергия приходит по каналам с разной скоростью. Доказательство данного тезиса строится из нескольких утверждений: (1) весь мир – это потоки энергий; (2) существует множество уровней в потоках энергии, которые обладают разной силой и скоростью (акустический и оптический и т.д.); (3) существует возможность унификации энергий из разных потоков по параметрам сила и время (рецепторы); (4) унифицированные сигналы могут изменять проводящую структуру образования (синапс Хебба). Доказательство достаточно просто. Модель. Потоки энергии от источников обладают разной скоростью, силой и уровнями (модальности). Эти потоки попадают на различные рецепторы, где они преобразуются в унифицированный сигнал. Поскольку от одних и тех же источников сигнал (раздражитель) приходит с разной скоростью и на разные рецепторы, то появляется возможность их унификации и построения картины закономерностей прихода разномодальных сигналов. Остается только запомнить эту динамическую картину. Но, согласно четвертому утверждению, при сочетании унифицированных сигналов, происходит изменение проводимости внутри интеллектуального образования, то есть изменение структуры. А это, в свою очередь, при повторном появлении набора таких сигналов вызывает ответную реакцию, которая выражается в подготовке к приему следующих сигналов. Отсюда, цель и результат «деятельности» есть интегрированная оценка состояния границы системы. И тогда феномен прогноза – это предсказание изменения границы системы, а его модель или физический смысл – сопоставление (сравнение, оценка) потоков энергии по разноскоростным каналам» (Витяев Е. Е., «Принципы работы мозга, содержащиеся в теории функциональных систем П.К. Анохина и теории эмоций П.В. Симонова», http://www.niisi.ru/iont/ni/Journal/V3/N1/Vityaev.pdf ).
То есть, заменив разномедиаторные входы на разномодальные и дав физическую интерпретацию своим формулам авторы вполне бы могли использовать свою модель и для объяснения функционирования любого живого организма.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Сб мар 19, 2011 11:49 am

К. В. Анохин: «…мозг пчелы не имеет ни одной структуры, похожей на мозг млекопитающего, собаки, кошки, уж не говоря про обезьяну и человека. Это означает, что архитектуры мозгов могут быть самые разные, а мозг рыбы, которая это делает, или птицы, не имеет коры головного мозга - она делает это другими способами. Голуби прекрасно распознают и способны узнавать лица людей, более того, они способны распознавать не присущие им логические задачи. Если им показывать много цветных слайдов с видами океана, подводными съёмками, то они способны учиться распознавать в них разные виды рыб, и отличать их от морских коньков, которые могут тоже казаться животными, и отличать их от водорослей. Делают они это совершенно не теми структурами, нежели человеческий мозг». Дискуссия 15 марта 2011 http://www.polit.ru/lectures/2011/03/17/oplbrain.html
Кроме того, в самом разговоре неоднократно говорилось о сравнительных возможностях ЕИ и ИИ.

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пн апр 18, 2011 10:52 am

Основная масса моделей ИНС построена на основе семантического представления о мире и инструменте (ЕИ), исследующего этот мир. По-видимому, давно возникла необходимость сменить основу, то есть построить инструмент, способный САМ оценивать окружающий мир и себя не на семантике, а на физическом понимании.(см. раздел: «Что-то типа диалога о физике и семантике»)

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пт июл 15, 2011 8:24 am

Для формирования ИИ нужен не моделист-конструктор, а «неомичуринец». Проблема, которая возникает у всех конструкторов – это создание таких элементов будущей конструкции, которые позволяли бы, манипулируя ими, конструировать все что угодно. Это касается и конструкций ИНС. С какой-то одержимостью моделисты «трясут и трясут» или перетряхивают конструктивные элементы, пытаясь из них создать что-то, что к их пониманию конструкций (ИИ) никакого отношения не имеет. Если бы, кто-нибудь из них хотя бы на некоторое время попытался бы не «трясти», а понять за счет каких сил и с использованием каких механизмов СТАНОВИТЬСЯ интеллект, то тогда, появилась бы возможность, осознавая траектории событий, «вырастить» ИИ. Конечно, пересмотреть свое иерархическое или синергетическое мировоззрения, отказаться от мысли, что мир состоит из элементов, не так то просто. Но, без понимания континуальности (отсутствия дискретности, то есть отсутствие элементов) этого мира, сформировать свое представление о том, как появляется и развивается свойство интеллект, не реально. А это философия, это физика, которую философия интегрирует в единую картину, то есть объединяет в общую закономерностью – в один закон. Поэтому, когда кто-то из моделистов делает робкие попытки связать общие физические закономерности (от семантики к физике) с таким свойством материи как интеллект, необходимо тщательнейшим образом рассмотреть адекватность такого подхода, то есть насколько обнаруженные связи вписываются в картину мира. И прибудет от этого счастье всем конструкторам-моделистам!

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Сб авг 06, 2011 12:24 pm

Очередная модель в пределах синергетической парадигмы. «Процессы самоорганизации в онтогенезе многоклеточных: опыт имитационного моделирования» Марков М.А., Марков А.В., http://www.evolbiol.ru/doklad_seminar_20.htm. И хотя моделируется эволюционные процессы (филогенез и онтогенез), подходы остаются инженерными, те же, что и при моделировании ИНС. Так, фраза о геноме: «Это программа поведения клетки, одной клетки, и не более того» вроде как-то обнадеживает, если в слове «программа» заменить последнюю букву на другую -«ы», то следующие два предложения все сводят на нет: «Самосборка организма из множества делящихся клеток с одним и тем же геномом – процесс достаточно строго детерминированный, и детерминирован он как раз генетической программой поведения клетки (в сочетании с факторами среды)», и «Но ведь и эволюция тоже – процесс отчасти детерминированный, и во многом зависящий от генома эволюционирующих организмов», особенно вот это «отчасти детерминированный». То есть, роль среды отодвигается на второй план и есть какие-то процессы (какие?), которые не являются детерминированными. Грустно.
Хотя вот факты, которые радуют: http://www.popmech.ru/article/9486-litso-lyagushki/ «Лицо лягушки: Ионы-дирижеры»:
«Показано, что электрическая активность, словно дирижер, управляет формированием у зародыша тканей и органов – доказательство даже заснято на камеру. Поразительно, как под действием движущихся ионов проступают глаза, нос, рот прочие части будущего головастика.
На примере обыкновенного головастика американские исследователи во главе с Дэни Адамс (Dany Adams) сумели показать, что биоэлектрические сигналы, ионные токи стимулируют группы клеток образовывать структуры, связанные различными трансмембранными электрическими потенциалами и значениями рН. Специальные красители позволили сделать этот процесс наглядным, ярко высветив отрицательно заряженные участки и оставив другие темными.
«Когда зародыш лягушки развивается, прежде чем у него появляется “лицо”, на поверхности эмбриона можно разглядеть схему этого лица, как бы “нарисованную” ионами, - комментирует профессор Адамс, - Насколько мы знаем, нам впервые удалось показать существование таких структур для крупного участка эмбриона, а не отдельного органа. Никогда не могла бы представить себе ничего подобного».
Работа Дэни Адамс и ее коллег стала во многом плодом удивительного случая и исследовательской интуиции. Долгие годы группа занимается изучением влияния биоэлектрической активности на эмбриональное развитие, уделяя основное внимание моменту появления различий между правой и левой сторонами будущего организма. И едва ли не самым привычным инструментом работы для ученых стал простой микроскоп с подключенной к нему видеокамерой, передающей изображение на компьютер.
Осенью 2009 г., когда велась запись ранних стадий развития головастика, картинка получилась удивительно четкой и ясной, что не так-то просто проделать при фиксировании столь микроскопических превращений. Ученые решили продолжать запись дальше, всю ночь, хотя за это время головастик должен был развиться достаточно, чтобы начать двигаться, и, в конце концов, изображение неминуемо бы расплылось.
Вернувшись в лабораторию на следующий день, они действительно увидели, что картинка стала мутной, однако, просматривая сделанные за ночь записи, нашлось множество ранее неизученных «сцен», снятых в прекрасном качестве. По словам Дэни Адамс, «это было непохоже на все, что мне доводилось видеть прежде… я сразу сказала себе что-то вроде “вот то, чем я буду заниматься следующие 20 лет”». И действительно, съемка ясно продемонстрировала три этапа разворачивающейся электрической активности и связанного с ней развития эмбриона.
На первом этапе волна отрицательно заряженных ионов быстро наполняет весь эмбрион. Этот процесс сопровождается появлением ресничек, позволяющих зародышу двигаться. Затем проявляются уже более-менее определенные паттерны электрической активности, следом за которыми разворачиваются быстрые изменения активности соответствующих генов и появляются формы будущего «лица». На третьем этапе образуются четко обозначенные области отрицательного заряда, одни из них постепенно расширяются, другие сжимаются, причем паттерны, проявившиеся на предыдущем шаге, не затрагиваются. Сферический эмбрион начинает вытягиваться.
Разумеется, провели ученые и эксперимент по подавлению биоэлектрической активности, ингибировав деятельность белка дактина (ductin), составляющего часть сложной структуры, ответственной за перенос ионов водорода через мембрану. Эта попытка привела к развитию зародышей с серьезными нарушениями в формировании головы и ее органов. У одних появлялось два мозга вместо одного; у других зрительные нервы оказались слишком утолщены, тогда как обонятельных не развилось вовсе; у третьих мог отсутствовать нос или челюстной аппарат. Показано также, что ингибирование дактина действительно приводит к нарушениям в норме удивительно гармоничного «оркестра» паттернов электрической активности – и, видимо, как следствие, к аномалиям развития.
Авторы пишут: «Мы показали, что электрическая активность клеток является фундаментально важной для развития. Биоэлектрические сигналы регулируют целую последовательность событий, а не отдельные из них» И если принято считать, что определяющим в этом процессе является сбалансированная активность соответствующих генов, то для нормальной работы самих генов, видимо, и требуются электрические потенциалы, способные вовремя запустить в работу одни и остановить другие».

kak
Сообщения: 269
Зарегистрирован: Вт мар 17, 2009 10:30 am
Откуда: Вологда
Контактная информация:

Re: Те ли модели используются в ИНС?

Сообщение kak » Пн авг 08, 2011 2:33 pm

Добавление к модели Марковых. Эта модель напоминает модифицированный «стакан», да и правила (действия) далеко не ушли от правил в «стакане».