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 Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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