Netwerks newrali Tgħallem Aħjar billi jimitaw il-mudelli tal-irqad tal-Bniedem

Tim ta’ riċerkaturi fl-Università ta’ Kalifornja – San Diego qed jesplora kif in-netwerks newrali artifiċjali jistgħu jimitaw il-mudelli ta’ rqad tal-moħħ tal-bniedem biex itaffu l-problema ta’ minsi katastrofiċi. 

Ir-riċerka ġiet ippubblikata fi Bijoloġija komputazzjonali PLOS. 

Bħala medja, il-bnedmin jeħtieġu 7 sa 13-il siegħa ta 'rqad kull 24 siegħa. Filwaqt li l-irqad jirrilassa l-ġisem f'ħafna modi, il-moħħ xorta jibqa 'attiv ħafna. 

Moħħ Attiv Waqt l-Irqad

Maxim Bazhenov, PhD, huwa professur tal-mediċina u riċerkatur tal-irqad fl-Iskola tal-Mediċina ta 'l-Università ta' California San Diego. 

"Il-moħħ huwa okkupat ħafna meta torqod, jirrepeti dak li tgħallimna matul il-ġurnata," jgħid Bazhenov. "L-irqad jgħin jorganizza mill-ġdid il-memorji u jippreżentahom bl-aktar mod effiċjenti."

Bazhenov u t-tim tiegħu ppubblikaw xogħol preċedenti dwar kif l-irqad jibni memorja razzjonali, li hija l-abbiltà li tiftakar assoċjazzjonijiet arbitrarji jew indiretti bejn oġġetti, nies jew avvenimenti. Tipproteġi wkoll milli tinsa memorji qodma. 

Il-Problema tat-Tisa Katasrofika

Netwerks newrali artifiċjali jispiraw mill-arkitettura tal-moħħ tal-bniedem biex itejbu t-teknoloġiji u s-sistemi tal-IA. Filwaqt li dawn it-teknoloġiji rnexxielhom jiksbu prestazzjoni superumana fil-forma ta 'veloċità komputazzjonali, għandhom limitazzjoni waħda ewlenija. Meta n-netwerks newrali jitgħallmu b'mod sekwenzjali, informazzjoni ġdida tissostitwixxi l-informazzjoni preċedenti f'fenomenu msejjaħ tisa katastrofika.

"B'kuntrast, il-moħħ tal-bniedem jitgħallem kontinwament u jinkorpora data ġdida fl-għarfien eżistenti, u tipikament jitgħallem l-aħjar meta taħriġ ġdid ikun minsuġ ma 'perjodi ta' rqad għall-konsolidazzjoni tal-memorja," jgħid Bazhenov. 

It-tim uża netwerks newrali li jimitaw b'mod artifiċjali sistemi newrali naturali. Minflok ma tiġi kkomunikata kontinwament, l-informazzjoni tiġi trażmessa bħala avvenimenti diskreti, jew spikes, f'ċerti punti tal-ħin.

Nimitaw irqad fin-Netwerks Newrali

Ir-riċerkaturi skoprew li meta n-netwerks ta 'spiking ġew imħarrġa fuq ħidmiet ġodda b'perjodi okkażjonali off-line li jimitaw l-irqad, il-problema ta' tinsa katastrofika ġiet mitigata. Simili għall-moħħ tal-bniedem, ir-riċerkaturi jgħidu li l-"irqad" jippermetti lin-netwerks jerġgħu jilagħbu memorji qodma mingħajr ma jużaw b'mod espliċitu data antika ta 'taħriġ. 

"Meta nitgħallmu informazzjoni ġdida, in-newroni jisparaw f'ordni speċifika u dan iżid is-sinapsi bejniethom," jgħid Bazhenov. “Waqt l-irqad, ix-xejriet ta’ spiking li tgħallmu matul l-istat imqajjmin tagħna jiġu ripetuti b’mod spontanju. Din tissejjaħ riattivazzjoni jew replay. 

"Il-plastiċità sinaptika, il-kapaċità li tiġi mibdula jew iffurmata, għadha fis-seħħ waqt l-irqad u tista 'ttejjeb aktar il-mudelli tal-piż sinaptiku li jirrappreżentaw il-memorja, tgħin biex tevita li tinsa jew biex tippermetti t-trasferiment tal-għarfien minn kompiti qodma għal ġodda." 

It-tim sab li bl-applikazzjoni ta 'dan l-approċċ għal netwerks newrali artifiċjali, għen lin-netwerks jevitaw l-insi katastrofiċi. 

"Fisser li dawn in-netwerks setgħu jitgħallmu kontinwament, bħall-bnedmin jew l-annimali," tkompli Bazhenov. "Il-fehim ta 'kif il-moħħ tal-bniedem jipproċessa l-informazzjoni waqt l-irqad jista' jgħin biex iżid il-memorja f'suġġetti umani. Iż-żieda tar-ritmi ta 'rqad jista' jwassal għal memorja aħjar. 

“Fi proġetti oħra, nużaw mudelli tal-kompjuter biex niżviluppaw strateġiji ottimali biex napplikaw stimulazzjoni waqt l-irqad, bħal toni tas-smigħ, li jtejbu r-ritmi tal-irqad u jtejbu t-tagħlim. Dan jista 'jkun partikolarment importanti meta l-memorja ma tkunx ottimali, bħal meta l-memorja tonqos fit-tixjiħ jew f'xi kundizzjonijiet bħall-marda ta' Alzheimer."