Haos može biti iza sposobnosti mozga da izračuna verovatnoće, prema novoj analizi dvojice neuronaučnika u RIKEN-u. Istraživanje je objavljeno u časopisu PNAS.
Naša percepcija je oblikovana multisenzornim inputima. Na primer, mozak obrađuje prizore i zvukove kako bi stvorio niz mogućih lokacija za objekat i procenjuje nesigurnost povezanu sa svakom opcijom. Ali kako tačno mozak procenjuje ove mogućnosti je misterija.
Taro Tojoizumi iz RIKEN Centra za nauku o mozgu (CBS) veruje da bi odgovor mogao da leži u zapažanju da električni signali u korteksu uvek zuje — čak i kada nema senzornog ulaza. Snimci takvih signala pokazuju da čak i kada gledate prazan ekran bez zvuka, neuroni u korteksu spontano fluktuiraju, kaže on.
Neki eksperimenti sugerišu da ova spontana aktivnost odgovara mozgu koji razmišlja o zamišljenim mogućim scenarijima – možda na osnovu senzornih inputa koji su mozgu predstavljeni u prošlosti.
Tojoizumi, sa kolegom iz CBS-a Ju Teradom, želeo je da istraži hipotezu da ova aktivnost prati haotičnu dinamiku – gde mala promena u početnim uslovima može dovesti do veoma divergentnih ishoda.
Teorija haosa koja se često poziva na klimatsko modeliranje je ilustrovana efektom leptira pri čemu insekt koji maše krilima u Švajcarskoj, na primer, može na kraju izazvati tajfun u Japanu.
„Bilo je zapažanja koja sugerišu efekat poput leptira u mozgu“, kaže Tojoizumi. „To se videlo uznemiravanjem jednog neurona i uvidom koliko se brzo uticaj širi na populaciju neurona. Ali to je još uvek debata.“
Ideja para je da haotična dinamika u mozgu generiše neuronske fluktuacije koje omogućavaju verovatnoća izračunavanja. „Ovo izgleda kontraintuitivno jer biste mogli pretpostaviti da bi haotično razmišljanje dovelo do veoma divergentnih odgovora“, kaže Tojoizumi. „Ljudi povezuju haos sa računskim greškama, koje želite da izbegnete.
Par je hranio računarsku neuronsku mrežu, vođenu haotičnom dinamikom, sa senzornim ulazima o lokaciji objekta.
„Jedan neuron bi se aktivirao da bi se objekat nalazio na severu, drugi da bi bio na severoistoku, i tako dalje“, kaže Tojoizumi. U svakom trenutku, zbog haosa, neuron koji puca može se nepravilno promeniti. Ali kada se usredsredi tokom vremena, frekvencija pokretanja neurona je mapirana na tačnu verovatnoću za lokaciju objekta.
„U našem modelu, krajnja verovatnoća raspodela je robusna i daje skoro optimalne rezultate, uprkos haosu“, kaže Tojoizumi.
Sledeći Toioizumijev cilj je da istraži kreativnost. „Današnja veštačka inteligencija je veoma dobra, ali nas ne oduševljava“, kaže on. „Želim da razumem kakve fluktuacije stvaraju kreativne ideje.“
