Человеческий мозг воспринимает мир как 11-мерную мультивселенную
Швейцарские ученые при помощи математических методов выяснили, что головной мозг состоит из многомерных геометрических структур, существующих в четырех, семи и даже 11 измерениях.
Команда ученых во главе с группой экспертов из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии обнаружила неизвестные ранее сложные принципы деятельности мозга во время работы над проектом Blue Brain, целью которого было точное воссоздание человеческого мозга, пишет New York Post.
В рамках исследования ученые создали на компьютере модель головного мозга и применили раздел математики под названием «алгебраическая топология», которая описывает свойства объектов и пространств вне зависимости от изменений их формы.
Нейробиологи обнаружили, что мозг обрабатывает визуальную информацию путем создания многомерных неврологических структур, которые распадаются, как только данные становятся понятны. При этом ученые впервые обнаружили в мозге большое количество крайне важных пустых полостей между многомерными геометрическими структурами.
Цифровая реконструкция неокортекса, одной из самых сложных частей мозга.
«Появление многомерных полостей во время обработки мозгом информации означает, что нейроны в сети реагируют на раздражители чрезвычайно сложно организованным образом», - сказал исследователь Ран Леви, добавив, что математика, которая обычно применяется для исследования сетей, не может обнаружить многомерные структуры и полости, которые нашли ученые.
«Выглядит так, будто мозг реагирует на стимулы, выстраивая многомерные сооружения, начиная со стержней (1D), затем досок (2D), затем кубов (3D), а затем более сложных геометрий 4D, 5D и т. Д. Продвижение активности через мозг напоминает создание многомерной песочной конструкции, которая материализуется из песка, а затем распадается », - сказал он.
Руководитель проекта Blue Brain Генри Маркрам назвал это открытие крайне знаковым. «Мы обнаружили мир, о котором даже не догадывались. Даже в маленькой крупинке мозга существуют десятки миллионов объектов, у которых есть до семи измерений. А в некоторых сетях мы насчитали и 11 измерений», — заявил Маркрам.
Комментарии
)
И точно так же можно 4-5-6-7-мерный куб "сплющить" до 3-мерного.
Да это неважно, главное принцип уловить, и все станет понятно.
И почему прохождение тока именно через вершину плоского квадрата
(бывшего до сплющивания кубом)
несет информацию о "многомерности"?
по ребрам куба в разные стороны. При этом он уже
забыл, что куб сплющен и сторона только одна..
Когда мы исследуем все пути движения сигналов, то порядок прохождения вершин даст нам пространственную конструкцию. Куб может быть сплющен так, что его противоположные вершины А и F окажутся рядом. но если мы знаем все маршруты, то поймем что топологически это самые удаленные друг от друга вершины.
плоского куба. Ибо он уже не куб, а квадрат.
Если вы допускаете прохождение токов
не в одной плоскости, значит, вы по-прежнему
работаете в пространстве 3-х измерений.
Вы лишь уплотнили, сжали свой куб, но не превратили его
в идеальную плоскость.
Вряд ли такую модель можно
назвать аналогией многомерности.
Я же не о модели рассказываю. а пытаюсь объяснить принцип, а как от плоскости перейти к объемным структурам - это уж вы сами соображайте, все от вашего воображения зависит.
законами, которым трудно найти аналогию в нашем обычном мире.
Мы - лишь результат работы этих сверххитрых механизмов,
которые вряд ли поймем до конца..
Вот бы узнать какими приборами (средствами) они фиксируют "измерения"?
И это при том, что уже существуют нейронные сети на 500 млрд ячеек, а в мозге всего 100 млрд клеток.
Вы же видите, что нейросети, имея пятикратное превосходство в количестве элементов, тысясекратно уступают во времени обработки.
Я выше говорил о двух причинах.
1. Каждый нейрон связан волокнами, как минимум, с 10 000 других нейронов. Напрямую. В 1 куб.см белого вещества головноно мозга содержится 15 000 км волокон.
Километров. Если попытаться создать процессор с подобным количеством связей, его придется сделать размером с Луну.
Это по 10-нм технологии.
2. В отличие от триггера, нейрон способен пребывать более чем в двух состояниях.
То есть для него доступны позиции и "да", и "нет" и "ни да ни нет, да еще и целый ряд вариантов последней.
То есть нейроцит подобен не транзистору в процессоре, а кубиту.
А наше мышление - квантовый процесс.
Отсюда и сумасшедшее быстродействие мозга.
А теперь вопрос: когда можно ожидать появления квантового компьютера на 100 млрд кубитов, в котором кажлый кубит соединен с 10 000 других в разных частях процессора?
Иначе говоря, дело не в битах, не в кубитах и не в плотности укладки волокон, а в таком способе представления моделируемых явлений, при котором программист будет мыслить к категориях предметной области. И вот эти многомерные структуры как раз и позволяют перевести на язык математики самое сложное что есть на сегодняшний момент - обработку понятий. При этом надо понимать, что "метод", "принцип", "способ", "подход" - это тоже понятия, равно как и "структура", "архитектура", "организация", "порядок".
Еще раз: количество нейронов в компьютерной нейронной сети уже в 5 раз больше, чем в мозге.
Быстродействие мозга при этом в 14 400 раз выше.
А получится или нет создать программные модели понятий... Посмотрим.
Вы говорите что мозг в 14 400 раз быстрее, но на каких задачах? Попробуйте отсортировать всех своих знакомых по возрасту, кто окажется на третьей позиции? Вы не сможете ответить быстро, даже на собирание детской пирамидки уходит неприлично большое время, тогда как комп сортирует огромные массивы за доли секунды. И главная причина такой невероятной производительности заключена не в быстродействии железа, а в очень эффективном методе. Двоичная сортировка настолько эффективнее последовательной, что допотопный советский комп может обогнать суперкомпьютер, и превосходство будет тем нагляднее, чем больше массив данных. И то же с поиском, сжатием, шифрованием.
И дело не только в скорости, но и в самой решаемости задач. Попробуйте поставить задачу поиска самой красивой картины. Вы не сможете ее решить, поскольку метода не существует. А нет его потому, что нет представлений о красоте, пригодных для обработки. И вот ученые обнаружили структуры, которые вполне могут быть использованы для "формализации неформализуемого". То есть, понимаете что произошло? На горизонте замаячил способ представления чего угодно.
Еще раз: задачу распознавания образа нейронная сеть из 500 млрд ячеек решает за 7200 секунд, а мозг из 100 млод клеток - за 0,5 секунды.
При этом следует учесть, что нейронная сеть при этом выполняет всего одну задачу, а мозг, кроме экспериментальной задачи распознавания образа, одномоментно решает еще несколько сотен тысяч более сложных задач. А если еще принять во внимание, что сигналы в компьютере перемещаются со скоростью, близкой к скорости света, а по нервным волокнам - не быстрее 120 м/с, производительность мозга по отношению к компьютеру оказывается просто несопоставимой.
Дело в том, что компьютер обрабатывает информацию либо последовательно, либо несколькими параллельными потоками, а мозг - множественными потоками, да еще и многомерными, как указано в Вашей статье.
Это возможно как раз благодаря гигантскому количеству связей между нейронами.
Смотрите: на рецептор поступает сигнал. В течение 0,1 сек этот сигнал транслируется по афферентному пути к первым нейронам анализатора, это около 10 000 клеток. Еще через 0,1 сек количество клеток, получивших сигнал, уже 100 000 000, и часть из них отвечает на раздражитель, отправляя в кору сигнал распо...
===
Используется плохой метод.
Далее вы пишете о том же, о чем и я, только смотрите не с той стороны, не на то, и не теми глазами )
Это как слепой наощупь пытается распознать зайца на картине. Поменяйте метод, и комп превзойдет любого следопыта.
Сравнивать выполнение одной операции компьютером и мозгом некорректно хотя бы потому, что мозг одновременно выполняет в фоновом режиме множество таких же и более сложных операций, а компьютер всего одну.
Сколько мышц у человека? Когда Вы идете, мозг посылает каждой мышце последовательность команд на сокращение и расслабление, причем команды адресуются не каждой мышце, а каждому мышечному волокну в каждой мышце в отдельности. Одновременно идет мониторинг положения тела в пространстве, внешних воздействий, коррекция намерений... Миллионы процессов.
Сосудодвигательный центр определяет уровень кровотока и регулирует его на основе массы рецепторных данных. Это несколько более объемная информационная работа, чем регулирование светофоров в масштабах всей нашей планеты - если учесть, что в организме человека примерно 20-27 000 000 000 000 эритроцитов.
И ведь это тоже лишь одна из фоновых функций мозга, наше сознание она не затрагивает.
Современные компьютерные системы пока могут более-менее успешно моделировать лишь работу крохотных сегментов мозга. Например, несколько лет назад на базе суперкомпьютера успешно смоделировали работу мозже...
Возьмем моторику. Это безусловно очень сложная и ресурсоемкая функция мозга, но она успешно реализована в роботах, потому что имеется система представлений - механика физических объектов, с очень продвинутым математическим аппаратов. На этих представлениях разработан метод контроля равновесия, управления центром тяжести, точками опоры, опережающего расчета динамических характеристик, и пожалуйста - роботы бегают, прыгают, танцуют, играют в футбол.
Но не существует механики понятий, чувств, эстетики итд. Потому что не существует таких материальных объектов. А нематериальные "объекты" можно исследовать только косвенно - смотреть как с ними работает мозг и делать выводы о их "природе". И то что мозг строит многомерные структуры для работы с понятиями - это указание на топологию самих понятий, значит они тоже многомерные.
Почему в одних случаях строятся 5-мерные структуры, в других 7-ми, в третьих 11-ти? Значит существует иерархия сложности объектов, и выглядит она совсем не так, как мы ее рисуем
Более того: вполне вероятно, что она у всех разная.
Мозг-то продолжает формиртваться после рождения.
И мозжечок не могут.
А распознавание образов доступно и насекомым.
И делают они это тоже куда быстрее компьютеров.
Ведь их мозги - квантовые компьютеры.
Действующие квантовые компьютеры уже есть, но они простые (самый мощный на 22 кубита; сравните с количеством транзисторов в процессоре ПК) и очень дорогие, поскольку используют явление сверхпроводимости, т.е. требуют охлаждения почти до абсолютного нуля.
Правда, на днях прочитал о разработанной IBM 15-кубитовой квантовой системе, работающей при комнатной температуре. Если это не фейк, то это прорыв: 15-кубитовый квантовый компьютер обладает потенциально в несколько раз более высокой производительностью, чем самый дорогой и мощный современный суперкомпьютер.
Есть и еще одна проблема - нет актуальной программной платформы, у этого железа абсолютно другая логика.
Но все рано или поздно появляется...
Собственно, если кто-то сумеет собрать нормально работающий квантовый ПК и подключит его к интернету, он может стать хозяином планеты: на расшифровку путем простого подбора комбинаций 256-битного кода у 100-кубитового КК уйдет менее 1 секунды.
А у современного суперкомпьютера мощностью 90 петафлопс на эту задачу ушли бы миллионы лет, но даже не это главное - ему потребовалось бы больше энергии, чем выделяет Солнце... :)
https://www.youtube.com/watch?v=NcjvPLXYlV4
Нарисовать можно, построить нельзя :)
Программы для квантовых компьютеров потихоньку пишутся. Используемый сегодня язык программирования для них - квиппер, насколько я помню.
Кубит - это гипертриггер скорее, а не гиперкуб :)
А вот достичь производительности мозга... Пока что и 100-кубитовый компьютер недостижим, а миллиарднокубитовый... Весьма отдаленная перспектива.
Квантовые объекты не могут взаимодействовать с нашим миром, но зато они способны создавать квантовый ансамбль с другими квантовыми объектами. И почему бы таким ансамблям не иметь форму гиперкуба, тогда они смогут взаимодействовать в гиперпространстве и образовывать конструкции самой причудливой формы. Тогда программирование сведется к управлению топологией этого гиперпространства, поскольку никаких других способов влияния на поведение квантового объекта природа не допускает. К ним нельзя прикасаться, из нельзя трогать, иначе квантовый комп перестанет быть квантовым. Отсюда у меня проблема с пониманием - как вообще считывать результат работы КК. Ведь он (комп) разрушится при этом.
"Продвижение активности через мозг напоминает создание многомерной песочной конструкции, которая материализуется из песка, а затем распадается"
Реализовать многомерные материальные объекты в трехмерном континууме физически невозможно.
Поэтому такой объект можно нарисовать (рисунок - плоскостная проектия), но нельзя изготовить.
И поэтому же нельзя сделать компьютер из таких элементов - железо должно быть материальным.
Мозг ведь не строит никаких геометрических фигур. Это образное представление авторов статьи. Они отслеживают распространение сигналов, передачу возбуждения от нейрона к нейрону, и вот эти линии и выстраиваются у них в многомерные построения.
А мозг просто решает задачи. И для каждой сигналы создают другой "рисунок".
Хотя однотипные задачи будут выглядеть похоже, но все же не идентично.
Но дело в том, что не любое множество вершин и ребер можно интерпретировать как скелет гиперкуба, сплющенный до 3D. В нем должны быть жестко-фиксированные маршруты обхода вершинам. И если этот "показатель размерности" нам постоянно встречается, то от этого факта нельзя отмахнуться и сделать вид что совпадения случайны.
Это как следы на снегу, если они двойные, то мы понимаем что прошло двуногое существо. Ведь что такое размерность? Это такая характеристика пространства, которая сохраняется при любых линейных преобразованиях. А разве не с этим мы имеем дело, когда распознаем лицо, или голос. Ведь нам неважно какой стороной человек повернулся, присел он или подпрыгнул, светло сейчас или сумерки, шепотом он говорит или кричит, корчит рожи или сделал бесстрастное лицо. Мы все равно его узнаем.
Нет, слишком много проекций на опыт, интуиция отказывается их игнорировать.
Все эти построения зависят только от расположения клеток и проводящих путей.
Конечно, там есть система, поскольку наш мозг разделен на зоны, отвечающие за различные функци , и расположение основных проводящих путей у всех примерно одинаково.
Ну и что?
Полагаете, это позволит пострлить логику квантовых компьютеров?
Мозг наделяет человека интеллектом, но сам он им обладает? Боюсь что нет, авиазавод не умеет летать, хотя и производит самолеты.
Так что же мы ищем в мозге, что там есть такое, что качественно отличает этот орган от других? То что мы ищем принято называть "знаками присутствия". Мы не знаем что именно должно присутствовать в мозге, поэтому обращаем внимание на все необычное. Независимо от того, позволит ли это построить логику квантовых компьютеров или нет. Но некоторые вещи указывают на то, что это позволит продвинуться по пути познания.
Очевидно, что человеческий интеллект неотъемлем от человеческого мозга, поскольку интеллект - это, по сути, информация, записанная в клетках мозга.
При этом вряд ли возможно переписать эту информацию в мозг крокодила.
Или собаки.
Нужен мозг с достаточной энергоэффективностью и достаточным количеством клеток, не занятых вопросамирегулирования жизнедеятельности.
Между прочим, только мозг человека и дельфина составляет 2% массы тела.
У остальных животных это соотношение ниже.
Даже у слонов и китов
Насчет информации я тоже не согласен с вами. Записанная в клетках мозга информация называется знаниями. Большой багаж знаний и умение их демонстрировать называется эрудицией. А интеллект предполагает умение из одних знаний получать другие, новые. И, возможно, декларировать их, но не обязательно.
Иначе говоря, интеллект позволяет видеть скрытые связи между предметами и явлениями, и на их основании строить такие ассоциативные системы, которых собака построить не может. Знания у нее может и поместятся, но нет механизма работы с ними, необходимого для интеллектуальной деятельности.
И самое интересное - про слонов и китов. Потому что это физика. Не крупных животных надо сравнивать, а мелкий. Комар или муха вполне могут превзойти человека по этому соотношению.
Хотя я говорил о млекопитающих.
А ловкость - таки да, определяется физиологическими особенностям Вашего мозга, нервов и мышц.
Я говорил об информации как основе интеллекта.
Речь не о знаниях. Речь о базовых навыках мышления, то есть анализа и синтеза, только Вы это считаете способностями, а я программой.
То есть информацией.
А способности - это опять физиология: кровоснабжение мозга, количество проводящих путей и клеток глии (у гениев нейронов столько же, сколько и у идиотов, а вот глии больше), толщина миелина (чем толще, тем быстрее передаются сигналы) и т.д.
А программу-то мы все получаем однотипную. Понятно, что в семье, где уважают книги, больше шансов вырастить ученого, но вовсе не факт.
По аналогии с компьютером способности - это какое железо там стоит, а интеллект все же - операционная система, способная решать задачи.
Программа.
Вот в каком смысле это информация.
А знания - это верхний слой, база данных.
Вопрос глубже, в методологии мышления.
Что из себя представляет понятие, без чего оно не может существовать? Без связей. Понятие - это совокупность связей некой сущности с остальным миром. Кошка - домашний хищник, четвероногий, имеет усы, рот итд. Подходит для ее описания многомерная структура? Конечно.
Конечно, ссылки эти не прямые, а через некие промежуточные абстракции, но в данный момент это не важно.
Известно, где располагаются афферентные пути.
Известно, где корковый анализатор.
Гораздо интереснее понаблюдать за решением, скажем, математической задачи.
Ну а потом, у нас же нет результатов таких исследований, как о них можно судить?
Разумеется, есть.
Называется "долгосрочная память".
Располагается в коре височной доли преимущественно доминантного полушария.
А вот роль ОЗУ выполняют цепочки нейронов. Сон, кроме всего прочего, еще и процесс переписывания информации из ОЗУ в ПЗУ... :)
У нейрофизиологов, видимо, есть :)
Поиск хвоста будет происходить в центрах зрения, памяти, доминантной теменной доле, если искать на ощупь... :)
Решение математической задачи потребует использлвать центр счета, лобные, височные доли, мозжечок... Вот например, интересно было бы посмотреть, используется ли пространственное воображение при решении не графических задач?
Если о мозге, то весьма приблизительно.
Но, к примеру, известны параметры магнитного поля, которое может "стереть" личность и получить на выходе взрослого новорожденного.
Или клинического идиота, это как посмотреть.
Еще известно, как заставить человека забыть только что происшедшее событие навсегда. Оно не будет зафиксировано в долгосрочной памяти и вспомнить его человек не сможет. Есть патологическое состояние - фиксационная амнезия, - когда человек не может запомнить текущие события и 100 раз подряд спрашивает одно и то же. Вызвать такое состояние относительно несложно, причем разными способами.
Есть способы заблокировать доступ к информации в долгосрочной памяти. Иногда человек сам блокирует к ним доступ. Эту информсцию, бывает, удается восстановить.
Можно точно установить, в каких клетках височных долей хранится определенное воспоминание, и разрушить эти клетки, не принеся существенного вреда больному.
Но вот записать воспоминания в мозг или считать их из мозга на DVD - это пока не выйдет.
Лет через 10-15, думаю, уже начнут потихоньку :)
Возможно вы не в курсе, но разделение инфы на данные и программный код произошло недавно. раньше все в куче хранилось, вы могли в динамике модифицировать команды, программный код мог менять программный код, то есть, себя же. Это был очень эффективный инструмент, но если кодер ошибался, то устранить глюк было жутко сложно. Поэтому перешли к раздельному хранению, и секцию .code защитили от записи:
.data
x dd 0
y dd 4
.code
start:
push 0
call ExitProcess
end start
Их методик - сотни.
Одна, кстати, как раз и описана в статье.
В частности, можно в реальном времени отслеживать передачу возбуджения от нейрона к нейрону в зависимости от раздражителя.
Данные начали выделать в отдельные файлы тогда, когда их размер начал существенно влиять на размер программы после компиляции, а следовательно, и на ее работу.
Моя первая экспертная система (диагностическая) насчитывала изначально всего сотню с небольшим строк.
Но по мере "обучения", т.е. внесения ответов на вопросы, она за год разрослась до таких размеров, что уже не умещалась на флопике :)
Человек - это и есть, собственно, мозг.
Если поместить мозг человека в условия вне тела, поддерживающие его жизнедеятельности, личность сохранится.
Да вы же сами говорили, что сознания есть загадка, не удается сообразить даже как мозг создает сознание. Я примерно об этом и написал - мозг неразумный, но создает разум. Природа, кстати, тоже неразумна, это точно наиточнейше.
Вы действительно не поняли, о чем я говорил, или издеваетесь?
Попробуйте-ка записать, какие мышцы у Вас сокращаются, а какие расслабляются, когда Вы пишете. Сможете?
Вы даете общую команду - написать слово.
А ЦНС реализует пошаговый алгоритм, который вам неизвестен - но в результате слово написано.
У обезьяны то же самое.
Или Матрица?
Сможете отличить? :)
Наша с вами дискуссия сейчас находится в точке, где функционирование аппаратуры превращается в сознания человека, в его Я. И это Я имеет свободу воли, оно не подчинено мозгу, который его создал. Понимаете? Ситуация, согласитесь, довольно прикольная, когда мозг создает себе босса, которому подчиняется.
Как это сделать практически - непонятно. Поэтому я вас и спросил - а как мы копируем то, чего не видим? А вы говорите про написание слов. Но слова мы видим, а себя нет, и тем не менее можем повторять чужие действия. Как? Вы скажете что опыт? Но ведь это и младенец может делать, вы ему улыбаетесь - и он улыбается в ответ, хотя никогда себя в зеркале не видел. Как он строит улыбку на лице, и откуда знает что именно улыбаться надо?
А Матрица - это устройство, которому без природы негде будет существовать. К тому же, Матрица - это фантастическое устройство, его работоспособность обусловлена не законами природы, а хотением писателя.
Если вдруг стану персонажем фильма, то нет, не смогу отличить природу от Матрицы )
Кто сказал, что наши рецепторы воспринимают и передают мозгу одно и то же?
Проверить невозможно...
А вот косвенные доказательства того, что мы живем в симуляции, есть, как ни странно.
И одно из них - в квантовой физике :)
Надеюсь, теперь нет вопросов, откуда мы знаем, в каком положении наши конечности? :)
Механизм предельно ясен, но непонятен метод. Сигналы от датчиков в итоге поступают на таламус, то есть, они подмешиваются в картину мира и, видимо, создают то, что называют "экзистенцией". Из за этого мы не просто видим и слышим, но чувствуем и переживает свое присутствие в мире. Мы ощущаем себя.
Вот если к тому, что видит Диккенс добавить экзистенцию, то получится его собственное Я, ходящее отдельно от тела. Но вы просто называете эту штуку иллюзией и не придаете ей значения. Почему?
Но просвет тут все же есть, и он точно совпадает с темой нашей дискуссии. Если мозг способен создать такой виртуальный объект, который в дальнейшем будет управлять его (мозга) работой, то и Матрица может создать природу, в которой она (Матрица) потом будет существовать )
И причем здесь иллюзия? Иллюзия - это искаженное восприятие реально существующего объекта или явления. Увидеть змею в шланге на траве...
Если человек видит, слышит и т.д. несуществующее, это галлюцинация.
Но!
Если при этом человек осознает, что видимое им нереально, то это не галлюцинация, богатая фантазия творческой личности :)
Таламус - действительно коллектор афферентных путей, но кто вам сказал, что сигналы там "перемешиваются"? Специализированные области коры неспособны распознать неспецифические сигналы, мы не видим звуки и не слышим цвета.
Хотя бывает и такое, это называется синэстезией. Связано чаще с повреждением либо зрительного бугра, либо какого-либо коркового отдела.
В реальной Вселенной, о которой мы ничего не знаем, поскольку живем в симуляции :)
Сколько там атомов во Вселенной? 10 в 90 степени примерно?
Я читал, что квантовый компьютер на 100 млрд кубитов вполне способен работать с симуляцией из такого и даже большего количества элементов.
Но производительности может и не хватать на мелочи - что тогда?
А тогда, видимо, он использует тот же прием энергосбережения, который применяется во всех наших 3D-шутерах и симуляциях. Будет прорисовывать детализированные текстуры только при обращении к ним участника игры.
Понимаете?
Так вот, если на пути пучка электронов поставить 2 щели, поток нарисует интерференционную решетку. Но если после двойной щели установить средства наблюдения, решетка исчезнет и получатся две полосы, по количеству щелей.
Ничего не напоминает? :)
Есть люди, которые понимают что у них белая горячка и не ловят чертей, а идут к доктору. Но это не значит что у них не галлюцинация, а "творческая фантазия".
Хаус нормально общался со своими галлюцинациями, отлично понимая что никого рядом с ним нет. Наверно бывают галлюцинации без бреда и тогда пациент не теряет разум, а просто смотрит картинки, понимая что это глюки )
Вот что, где и когда я назвал иллюзией?
Это я о разрыве с материальным прототипом во сне.