Работа с нейросетями помогла объяснить странные сны «гипотезой переобученного мозга»
Существование снов во всех смыслах будоражит умы человечества уже много тысячелетий. И пока любители эзотерики находили самые разные волшебные объяснения ночным грезам, ученые издревле пытались понять реальное предназначение этих артефактов сознания. Прогресс в подобных начинаниях, бесспорно, достигнут, однако неизведанного по-прежнему немало. Новая гипотеза американского специалиста по нейронаукам предлагает взглянуть на поведение спящего мозга через призму опыта обучения нейросетей — оказывается, у этих процессов много общего.
Эрик Хоэль (Erik Hoel) из Университета Тафтса (США) опубликовал в рецензируемом научном журнале Cell описание своей «гипотезы переобученного мозга» (The overfitted brain hypothesis). Он считает, что центральный орган человеческой нервной системы использует сновидения в качестве инструмента, позволяющего обобщать полученный опыт, а не замыкаться на конкретных типовых ситуациях. Происходит это путем создания как можно более странных образов, вносящих серьезные изменения в знакомую картину. Таким образом мозг отвлекается от однообразных повторяющихся событий или явлений и поддерживает себя в тонусе — готовым к реакции на изменяющуюся обстановку.
Аналогичный эффект переобучения (overfitting) возникает при тренировке нейросетей. Дело в следующем: обученный на определенной выборке алгоритм может настолько сильно «привыкнуть» к ней, что станет хуже работать на реальных примерах, чем должен. То есть модель будет почти идеально объяснять примеры из обучения, но экстраполировать ее «навык» эффективно не получится. А это вообще-то основная цель при создании нейросетей. Чтобы избежать переобучения, применяют так называемое исключение (dropout) — внедрение некоторого количества хаоса в обучающую выборку.
Например, в набор реальных фотографий, по которым тренируют алгоритм автомобильного автопилота, вносят изображения с намеренными искажениями. Это могут быть черные прямоугольники, закрывающие какие-то элементы картинки, или вовсе вырванные из контекста образы. В результате нейросеть создает такие связи, которые обходят незначительные препятствия к восприятию реальной картины. То есть становится ближе к человеческому мозгу. Хоэль предположил, что подобный дропаут может быть не только рукотворным, как в обучении ИИ специалистами, но и природным.
Мозг человека в нормальных условиях не способен полностью отключиться от реальности и перестать ее воспринимать. То есть обучаться. Поэтому во снах он специально создает вроде бы знакомые ситуации, но в них присутствуют искажения. Если мы запоминаем такие сновидения, для нас они выглядят странным бредом. А на уровне нейронных связей — это необходимое расслабление, направляющее непрерывное обучение по более общему пути. В результате мозг меньше зацикливается на однообразных ситуациях и получает возможность анализировать общую картину.
Безусловно, гипотеза Хоэля объясняет лишь один тип сновидений и требует многократной проверки. Но она делает это впечатляюще хорошо, и ей даже есть несколько косвенных подтверждений. Как отмечает портал Neuroscience News, недавно нейрофизиологи достоверно установили, что самый верный способ вызвать определенные сны — многократно повторять новое для человека занятие при бодрствовании. По мнению Эрика, это хороший пример естественного дропаута: мозг устал от повторяющейся ситуации и срочно разгрузил себя искаженным ее воспроизведением ночью.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии