Еволюцията е настроила човешките мозъци да работят като суперкомпютри
Човешкият мозък е необикновен орган, кадърен да обработва големи количества информация и да прави комплицирани калкулации. Но по какъв начин го прави? И за какво е толкоз добър в тази задача?
Нова научна публикация, оповестена в списание Nature Communications, може да даде отговор на тези въпроси. Учени от Австралия и Обединеното кралство разкриха, че човешкият мозък употребява статистически способ, наименуван Байесов извод, с цел да схваща и преобразува образната информация. Този способ дава опция за сравняване на съществуващите познания с новопридобитите, с цел да се създадат обосновани догатки. Това вродено умеене разрешава на хората точно да обработват информацията от околната среда с доста висока скорост – нещо, което машините, които могат да бъдат заблудени посредством елементарни проби за различаване на обекти в изображения, не могат.
Какво съставлява Байесовият извод?
Байесовият извод е метод за актуализиране на убежденията въз основа на новата информация. За задачата би трябвало да се употребява формулата на Бейс, която наподобява по следния метод:
Тук P(H∣E) е вероятността за догадка H при изискване, че съществува доказателството E. P(E∣H) е вероятността за доказателство E в случай, че хипотезата H е вярна. P(H) е априорната възможност на хипотезата H, т.е. вероятността преди съществуването на доказателството E. P(E) е вероятността на доказателството E по принцип.
Формулата на Бейс ви разрешава да превърнете априорната възможност на дадена догадка в апостериорна възможност на хипотезата след отчитане на доказателствата. Например, в случай че желаете да оцените вероятността, че на следващия ден ще вали (H), можете да употребявате предходните си наблюдения (P(H)), както и настоящото метеорологично време (E). Ако в този момент вали (P(E∣H)), тогава вероятността, че на следващия ден ще вали (P(H∣E)), се усилва. Ако в този момент е слънчево (P(E∣¬H)), тогава вероятността на следващия ден да вали (P(H∣E)) понижава.
Друг доста известен образец от сходен жанр е, че в случай че ако знаете по какъв начин наподобява едно куче и видите космато животно с четири лапи, може да употребявате предходните си знания, с цел да предположите, че това е куче.
Байесовият извод ни разрешава да вземем поради освен новата информация, само че и нейната степен на меродавност. Например, в случай че получавате информация за метеорологичното време от разнообразни източници, можете да им дадете друга тежест според от тяхната надеждност. По този метод можете да прецизирате прогнозите си и да вземате по-информирани решения.
Как работи Байесовият извод в нашите мозъци?
Учените от дълго време допускат, че човешкият мозък употребява Байесов извод за обработка на получената информация, изключително на образната. Въпреки това не е ясно по какъв начин тъкмо мозъкът ползва този способ. В най-новия теоретичен труд учените са основали математически модел, който може правдиво да показа метода, по който мозъкът обработва постъпващите данни. За тази цел те са избрали доброволци и са анализирали мозъчната им активност, до момента в който те пасивно са гледали особено готови изображения, задействащи избрани сигнали в мозъка, свързани с обработката на образната информация. След това те са сравнили тези сигнали със сигналите, генерирани от техния математически модел.
Оказало се, че моделът съответствува доста добре с данните от мозъка. Това значи, че мозъкът употребява същата логичност като модела, с цел да пресмята вероятностите на хипотезите въз основа на образните данни. Моделът се състоял от три съществени съставния елемент: априорни познания, доказателства и апостериорни вероятности. Априорните познания са показани като вероятностни разпределения на разнообразни свойства на образните обекти, като цвят, форма, размер и позиция. Доказателствата са показани като следени стойности на тези свойства в изображението. Постериорните вероятности са показани като обновени вероятностни разпределения на тези свойства след отчитане на доказателствата.
Моделът сподели, че мозъкът употребява елементарни правила за актуализиране на априорните познания въз основа на доказателствата. Тези правила зависят от степента на неустановеност в априорните познания и доказателствата. Ако априорните познания или доказателства са доста несигурни, мозъкът придава по-голяма тежест на съставния елемент, който е по-сигурен. Ако обаче и двата съставния елемент са задоволително сигурни, мозъкът ги осреднява. По този метод мозъкът търси оптималния баланс сред новата информация и предходния опит.
За какво е належащо това?
Научната работа съставлява съществено удостоверение на съществуващите теории, че мозъкът употребява байесовски извод за разбиране на образната информация, само че също по този начин открива нови благоприятни условия за проучвания и нововъведения. Разбирането на метода, по който мозъкът ползва този способ, може да помогне за развиването на разнообразни области, като да вземем за пример региона на изкуствения разсъдък, където имитирането на сходни мозъчни функционалности може да докара до гражданска война в машинното образование.
Байесовият извод е освен метод за обработка на информацията, само че и метод на мислене. Той ни дава опция да оценяваме сериозно другите източници на информация, да отчитаме несигурността и различните хипотези и да вършим годни изводи. Байесовият извод е биологичен шедьовър, който демонстрира по какъв начин еволюцията е настроила човешкия мозък да работи като суперкомпютър.
„ Нашето проучване, въпреки и фокусирано най-вече върху образното усещане, има голямо значение в областта на неврологията и логиката на психиката “, сподели доктор Ридо, началник на проучването.
„ С разбирането на фундаменталните механизми, които мозъкът употребява за култивиране и интерпретиране на сетивните данни, можем да проправим пътя за прогрес в области, вариращи от изкуствения разсъдък, където имитирането на такива мозъчни функционалности може да докара до гражданска война в машинното образование, до клиничната неврология, която евентуално може да предложи нови тактики за лечебни интервенции в бъдеще “ – сподели още лекар Ридо.
