General, Research, Technology

Нейросети допомогли відповісти на питання, навіщо ми бачимо сни

Наш світ сповнений забобонів, причому деякі з нихвикликають особливий інтерес. Відомо, наприклад, що Майкл Джордан носив шорти Університету Північної Кароліни під своєю формою Chicago Bulls; Серена Вільямс носить одні й ті ж шкарпетки протягом усього турніру; а тенісист Горан Іванішевіч свого часу дивився мультфільм «Телепузики» протягом усього змагання (пізніше навіть він не зміг відповісти, навіщо). Для одних це не більше, ніж просто «таргани» в голові, проте вчені вважають, що з'являються вони не просто так. Нова теорія не тільки пояснює, з чим пов'язана така поведінка, але і дозволяє відповісти на питання, чому ви взагалі бачимо сни.

Можливість бачити сни є не у всіх, при цьому вона дуже важлива

зміст

  • 1 Звідки беруться забобони
  • 2 Що таке сни?
  • 3 Навіщо ми бачимо сни
  • 4 Чим небезпечний недосип?

Звідки беруться забобони

Психологи кажуть, що ця поведінка виникаєчерез те, що людський мозок іноді пов'язує події, які по факту мають невелику причинний зв'язок або взагалі не мають її. У дослідників, які займаються машинним навчанням, інший відповідь на це питання. Для них це приклад «Перенавчання» - використання нерелевантних деталей дляпобудови нейромережі. Може бути багато чинників, які сприяють успіху конкретної тенісної подачі або баскетбольного кидка, але колір шкарпеток або трусів навряд чи входить в їх число.

Точно те ж саме відбувається з штучниминейронними мережами. Під час навчання вони дізнаються важливі деталі, але також і нерелевантні, які просто не потрібні. Перенавчання - це справжнє прокляття для експертів по машинному навчання, які розробили широкий спектр методів, щоб обійти його.

Якщо нейромережі згодувати занадто багато зайвих даних, вона видасть щось на зразок цього. Деякі бачать схожі сни

Але якщо нейросеть справляється з перенавчанням, то як із цим справи у людського мозку?

Відповісти на це питання можна завдяки новій роботі Еріка Хоель, нейробіолога з Університету Тафтса в Массачусетсі. Згідно з його теорією, людський мозок запобігає перенавчання за допомогою сновидінь. Сновидіння були розвинені спеціально для вирішенняцієї проблеми, яка є спільною для всіх нейронних мереж. Якщо його теорія вірна, вона дає відповідь на одну з великих невирішених проблем нейробіології: чому ми взагалі бачимо сни.

Що таке сни?

Трохи передісторії.Психологи, нейробіологи та інші вчені з незапам'ятних часів замислювалися про походження і ролі снів. Фрейд припустив, що вони були способом вираження розчарування, коли людина не реалізовував одну і своїх ідей.

Інші вважають, що сни - це свого родуемоційний інструмент, який дозволяє нам контролювати і вирішувати емоційні конфлікти. Однак критики відзначають, що більшості снів бракує сильного емоційного змісту, і безглузді сни без будь-яких емоцій - звичайне явище.

Треті кажуть, що сни - це частина процесу,який мозок використовує для виправлення спогадів або вибіркового забування небажаних або непотрібних спогадів. Однак це теж не зовсім вірно, оскільки більшості снів не вистачає реалістичних деталей, вони мають дивні спрямованості, схожі з галюцинаціями, і часто містять раніше невідому інформацію. Ви давно бачили осмислений сон? Розкажіть в нашому Telegram-чаті.

Більшість снів взагалі не пов'язані з конкретними спогадами, що робить інтеграцію нових спогадів сумнівною метою сновидіння, - каже Хоель.

Навіщо ми бачимо сни

Його нова ідея полягає в тому, що мета сновидінь - допомогти мозку робити узагальнення, Засновані на конкретному досвіді. Вибудовувати справжні зв'язку. І сни роблять це так само, як фахівці з машинного навчання, які запобігають перенавчання в штучних нейронних мережах.

Сни допомагають мозку позбутися зайвих зв'язків і «прочистити голову»

Як вони це роблять?Найпоширеніший спосіб - додати трохи «шуму» в процес навчання, щоб нейронної мережі було складніше зосередитися на несуттєвих деталях. На практиці дослідники додають «шум» до зображень або завантажують в комп'ютер пошкоджені дані і навіть видаляють випадкові вузли в нейронної мережі. З людської точки зору це було б рівнозначно тому, щоб змусити Майкла Джордана носити різні шорти або змусити Серену Вільямс міняти шкарпетки. Це значно знизило б імовірність того, що вони зосередяться на конкретній несуттєвою деталі - в їхньому випадку марновірство.

За словами Хоель, сновидіння виконують ту ж функцію для мозку. Він називає цю ідею гіпотезою переобладнаного мозку і вказує, що в її користь є безлічсвідоцтв. Наприклад, один з кращих способів викликати сновидіння - це грати в прості повторювані гри, такі як тетріс. Це створює умови, в яких мозок може стати «перенавчати» за рахунок безлічі нових повторюваних деталей.

Ось чому такі дії викликають сни.Ці сни не є повторами спогадів про ігри в тетріс і, як правило, містять мало деталей, більше схожих на галюцинації. Саме цей «шум» допомагає мозку прибрати зайві зв'язку. Ось чому люди можуть поліпшити свої життєві показники після хорошого нічного сну.

Вчений використовує свою нову теорію, щоб зробити ряд сміливих припущень.

Можливо, людський мозок здатний вимірювати перенавчання, - говорить він.

Сни допомагають мислити ясно

Чим небезпечний недосип?

Теорія також може бути використана для кращогорозуміння типів помилок, які люди з нестачею сну можуть зробити. Якщо «недосипають» мозок виявиться переповнений зайвими зв'язками, він буде схильний робити стереотипні помилки. Так що Майклу Джордану і Серені Вільямс, можливо, варто було просто добре виспатися.

Крім того, чому люди створюють художню літературу і насолоджуються нею, завжди залишалося загадкою. Але у Хоель є відповідь:

Гіпотеза переобладнаного мозку передбачає, що вигадки і, можливо, мистецтво в цілому можуть мати базову когнітивну корисність для запобігання перенавчання, оскільки вони діють як штучні сни.

Цікава робота!До цих пір більшість когнітивних теорій розглядали сни як епіфеномен, побічний продукт загального сну, який не має власної значущої функції. Дана робота перевертає все це з ніг на голову, розкриваючи біологічну функцію сновидінь і, Отже, вперше обґрунтовуючи їх еволюцію.