Математическая модель показывает, что емкость памяти максимизируется, когда информация представлена семью признаками. Исследование связывает это с потенциалом семи чувств и имеет применение в искусственном интеллекте и нейробиологии.
Исследователи из Сколтеха разработали математическую модель для изучения работы памяти. Их анализ привел к неожиданным выводам, которые могут способствовать развитию робототехники, искусственного интеллекта и нашего понимания человеческой памяти. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, предполагает, что может существовать идеальное количество чувств. Если это так, то людям с пятью чувствами, возможно, будет полезно иметь еще несколько.
«Наш вывод, конечно, является весьма спекулятивным в применении к человеческим чувствам, хотя никогда не знаешь: возможно, люди будущего разовьют чувство радиации или магнитного поля. Но в любом случае, наши результаты могут иметь практическое значение для робототехники и теории искусственного интеллекта», — сказал соавтор исследования профессор Николай Бриллиантов из Сколтех AI. «Похоже, что когда каждое понятие, сохраняемое в памяти, характеризуется семью признаками — в отличие, скажем, от пяти или восьми — количество различных объектов, хранящихся в памяти, максимизируется».
Содержание
Моделирование энграмм памяти
Основываясь на концепции, разработанной в начале 20 века, команда сосредоточилась на базовых единицах памяти, известных как «энграммы». Энграмма может быть описана как разреженная сеть нейронов, распределенных по различным областям мозга, которые активируются вместе. Ее концептуальное содержание — это идеализированный объект, определяемый множеством характеристик.
В человеческой памяти эти характеристики соответствуют сенсорным входам. Например, память о банане будет включать его изображение, запах, вкус и другие сенсорные детали. В совокупности это формирует пятимерное представление, которое существует в большем пятимерном пространстве, содержащем все остальные хранимые понятия.
Со временем энграммы могут становиться более уточненными или более расплывчатыми в зависимости от того, как часто они активируются внешними стимулами, действующими через органы чувств, что, в свою очередь, вызывает воспоминание об объекте. Этот процесс показывает, как обучение укрепляет воспоминания, в то время как неиспользование приводит к забыванию через взаимодействие с окружающей средой.
«Мы математически продемонстрировали, что энграммы в концептуальном пространстве имеют тенденцию развиваться к устойчивому состоянию, что означает, что после некоторого переходного периода возникает «зрелое» распределение энграмм, которое затем сохраняется во времени», — прокомментировал Бриллиантов. «Рассматривая предельную емкость концептуального пространства заданного количества измерений, мы несколько неожиданно обнаруживаем, что количество различных энграмм, хранящихся в памяти в устойчивом состоянии, является наибольшим для концептуального пространства из семи измерений. Отсюда и утверждение о семи чувствах».
Максимизация концептуального пространства
Иными словами, пусть объекты, существующие в мире, описываются конечным числом признаков, соответствующих измерениям некоторого концептуального пространства. Предположим, что мы хотим максимизировать емкость концептуального пространства, выраженную как количество различных понятий, связанных с этими объектами. Чем больше емкость концептуального пространства, тем глубже общее понимание мира. Оказывается, максимум достигается, когда размерность концептуального пространства равна семи. Из этого исследователи делают вывод, что семь — это оптимальное количество чувств.
По словам исследователей, это число не зависит от деталей модели — свойств концептуального пространства и стимулов, обеспечивающих сенсорные впечатления. Число семь, по-видимому, является устойчивой и постоянной характеристикой энграмм памяти как таковых. Одно предостережение состоит в том, что несколько энграмм разного размера, существующих вокруг общего центра, считаются представляющими схожие понятия и поэтому рассматриваются как одно при расчете емкости памяти.
Память людей и других живых существ — загадочное явление, связанное, помимо прочего, со свойством сознания. Продвижение теоретических моделей памяти будет способствовать получению новых знаний о человеческом разуме и воссозданию человекоподобной памяти в агентах ИИ.
Читайте также: Может ли в мозге закончиться память?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.