Чарльз Дарвин представил нам отличную теорию о зарождении и развитии жизни на Земле. Правда, в ней еще очень много вопросов и спорных моментов. Но на данном этапе лучшего у нас пока нет. Самая большая проблема с теорией мистера Дарвина в том, что мы можем догадываться и строить предположения как и почему все произошло, но мы не можем проверить или опровергнуть эту теорию. Предлагаю использовать теорию эволюции как паттерн, чтобы представить, как развивалась нервная система и какие процессы привели к появлению сознания. Мы обсудим возможные перспективы такого подхода позже.
Закроем глаза и будем представлять.
Более формализированная версия на английском, находится тут.
У нас есть целый океан одиночных клеток, которые переносятся потоками или плавают в лужах. Днем солнце нагревает их, а ночью они остывают. Мы можем представить, что в какой-то момент клетки научились сокращаться и этим приобрели способность к передвижению, что в совокупности с умением распознавать температуру дало им возможность перемещаться, а со временем, сокращая только одну сторону начало получаться перемещаться в более комфортном направлении.
Но некоторые все равно перемещались в неудачном направлении и погибали, и их мертвые тела, разлагаясь, создавали химический маркер для таких мест, и другие особи научились со временем различать такие маркеры. Так же со временем возможность сенсоров по распознаванию маркеров росла, и мы можем видеть, что со временем они научились распознавать не только тепло/холод, но и опасные места, где ощущаются маркеры разложения, и места где есть еда. Предлагаю называть такую систему внешними маркерами.
Система внешних маркеров, по сути, очень проста, когда на внешнем сенсоре есть определенный раздражитель, то сокращается определенная часть тела, чтобы обеспечить движение к или от раздражителя. Можно представить это как двигатель с выключателем, где роль переключателя играет внешний раздражитель. Для примера, муравей переносит упавший лист за черенок, потому что на черенке присутствует специальный химический маркер, сделанный самой природой, муравей натыкаясь на него, запускает алгоритм перетаскивания листика.
Наблюдая за насекомыми, мы можем видеть, что следующим шагом развития стала система внешних маркеров на заказ. В какой-то момент времени, мы можем предположить что внешние сенсоры научились различать не только химию разложения, но также и химические маркеры живых особей, и природа не упустила возможности создать органы способные производить различные выделения для пометок окружающей среды. Это тоже очень простая система. Например, при наличии определенного стимула в качестве переключателя животное может услышать шум и испугаться. Оно оставляет след в виде мочи или кала как маркер для других, что это опасное место.Это очень похоже на примитивную систему коммуникации. Мы можем предположить, что изначально это произошло в тот момент, когда особи научились различать свой след и возвращаться по нему назад в зону комфорта, или другие особи могли следовать за первой. Может по ночам им было более комфортно находиться вместе. Систему с внешними маркерами на заказ мы можем видеть почти у всех живых существ. Правда, у людей это чаще заметно например в таком бытовом мероприятии как покупки. Когда женская особь оставила химические маркеры на куске бумаги, а мужская особь видит совпадающие маркеры на полке, берет и кладет в корзину, вычеркивает в списке. :)
Но с ростом размера тел, эволюция столкнулась с парой проблем. Так как количество клеток в одной особи росло, то росло и количество сенсоров которое приходилось обрабатывать. И на этом пути эволюция собрала максимальное количество цепей обработки сигналов в одном месте. К тому же все информационно тяжелые сенсоры, зрение, слух, обоняние разместились не очень далеко.
Другой проблемой стало то, что появилась необходимость переключать весь набор клеток в различные режимы работы одновременно. Например, режимы сна, спокойствия, паники, агрессии. Реализовать это при помощи подведения командных нервов к каждой клетке не представляется возможным. И в данном случае эволюция не стала изобретать ничего нового, а просто использовала старый трюк с маркерами. Только теперь это стали маркеры внутри организма. То есть появились механизмы, начавшие вырабатывать определенные маркеры, которые разносятся кровью по организму. Клетки, раздражаясь на маркер, изменяют свой режим работы. Назовем это сигнальной системой. Самый простой и известный всем пример работы сигнальной системы, это приступ паники. Когда при наличии определенных раздражителей система начинает вырабатывать адреналин.
И вот тут мы подходим к самому интересному. На каком-то неизвестном этапе, случилось так, что некоторые особи утратили возможность распознавать внешние маркеры. У китообразных, сирен, большинства рукокрылых и узконосых приматов, включая человека, вомероназальный орган рудиментарен или полностью утрачен. На самом деле, мы, конечно, не можем знать, что случилось, было ли наращивание маркеров в сигнальной системе первичным и система внешних маркеров стала не нужна. Или сначала по какой-то причине система внешних маркеров стала недоступна и тогда началось наращивание маркеров во внутренней сигнальной системе. В случае с человеком, на данный момент известно более 100 внутренних маркеров. Так же известно, что гормоны человека могут воздействовать на животных. Но гормоны животных либо не имеют воздействия на человека, либо их реакция очень ослаблена. То есть мы можем предположить, что сигнальная система человека гораздо более развита, чем у животных. И возможно это именно та грань, которая нас различает.
Но вернемся к теме возникновения сознания.
На данном этапе наших теоретических исследований, мы пришли к тому, что у нас есть система выключателей, которые при раздражении производят какую-то работу. При этом все эти выключатели собраны физически в одном месте и крайние из них имеют в качестве подключения сенсоры или нервы.
Еще у нас имеется сигнальная система, которая управляется теми же самыми выключателями. Но при этом сами выключатели умеют реагировать на маркеры сигнальной системы. То есть мы можем это себе представить как замкнутый круг. Выключатели управляют сигнальной системой, сигнальная система воздействует на выключатели.
Имея 100 маркеров в сигнальной системе, это дает нам 2^100 вариантов коктейлей из маркеров, что дает нам огромное количество вариантов для записи сообщений между клетками. Давайте представим, что группа из выключателей при своем создании запоминает коктейль маркеров существовавший в тот момент и в дальнейшем при возникновении похожего коктейля, эта группа будет становится активной. Это обеспечивает нам связь между различными физически удаленными группами, и активацию групп при похожих ситуациях. Также не стоит забывать что производством маркеров управляют группы выключателей. Для примера, я буду очень утрировать, если мы хотим отработать блок от удара. Физически зрительная область которая отвечает за распознавание удара находится далеко ( в рамках расстояний между клетками) от области управления мышцами. Предположим что на первом этапе сообщение между этими двумя группами выключателей произойдет на уровне сигнальной системы. То есть зрительная область закажет сообщение в “сигнальной системе” в котором будет сообщение для двигательной системы произвести какие то действия. Все это будет занимать какое то время. Но вполне логично, что если повторять одно и то же действие в течении нескольких лет, то системы выключателей посылающих и принимающих сообщения отшлифуют это действие до идеала, избавят “сигнальную систему” от лишних маркеров порождающих вариативность действий, и оно перейдет почти на уровень рефлексов.
Обобщив сказанное, мы можем сказать что сознание представляет из себя бесконечный замкнутый цикл из двух систем, воздействующих друг на друга, триггеров и гормональной, в попытках найти равновесие. При этом внешние раздражители вносят свои поправки и нарушают равновесие. Эмоции в данном случае есть не более чем побочный эффект работы этих систем.
Для подтверждения данной модели, нам понадобится обнаружить нейроны которые взаимодействуют со всем спектром гормонов, что представляется мало возможным на данном уровне развития техники. Подобные нейроны исчисляются несколькими тысячами на каждый гормон, в общей массе почти сотни миллиардов нейронов.
В следующей части мы рассмотрим детальнее как из набора триггеров и сигнальной сети организовать то что мы называем сознанием. В качестве примера будем использовать реализованную компьютерную модель на ранней стадии обучения.
Комментарии (53)
dfgwer
07.10.2017 21:54Немного оффтопик
Какую разрешение должен иметь томограф, чтобы составить полную карту нейронов со всеми аксонами и рецепторами?LorDCA Автор
07.10.2017 22:06Составлением карты уже занимается одна команда. Они поставили себе целью составить карту 1 кубического см мозга. Но у меня есть подозрение что это мало поможет. На картинке в заголовке, визуализация памяти модели после прочтения им детской книги о Мумитролях. Если я отключу сортировку и отладочную информацию, то совсем не будет шансов понять что и зачем там связано.
VDG
08.10.2017 02:44Претенциозный заголовок. Где обещанное развитие нервной системы? Вы начали с бактерии и тут же скакнули к животным, — организмам, у которых не только появились нейронные клетки, а полноценный развитый орган — мозг. Реакцию одноклеточных на градиент концентраций различных веществ во внешней среде в школьной биологии проходят. То, что вы зовёте «маркерами» — есть нейромедиаторы. Они появились на заре эволюции многоклеточных. И цель медиаторов с точностью до наоборот — чтобы не было 100500 «вариантов коктейлей из маркеров», — они разграничивают зоны мозга.
И в итоге вы вышли на мысль, что может иметь смысл конкретный набор медиаторов. Идея не нова, в чётком виде её описал и развивает здесь в цикле статей Алексей Редозубов.LorDCA Автор
08.10.2017 03:22Вы обратили внимание что это первая часть? Имейте терпение дождаться продолжения.
И Алексей Редозубов не согласен с изложеным в данной статье. Суть его идеи совсем в другом. И нейромедиаторы это только частный случай гормонов.
Если я начну излагать в деталях, подробностях и отсылками на иследования, то мы придем к формату книги, страниц на 800.
napa3um
08.10.2017 05:32-1Прикольно вы свели сознание к системе с обратными связями. Вы пытаетесь родить младенца с прошитыми в мозг социальными ролями и способностью говорить, оставив за скобками эволюцию речи, среды и культуры. Слишком наивно.
LorDCA Автор
08.10.2017 05:59+1Перечитал написаное и так и не смог найти с какого места следуют «прошитыми в мозг социальными ролями и способностью говорить». В данной части я просто описал примерный взгляд на эволюцию. А вот во второй части будем расматривать механику в деталях. И там точно нет никаких «прошитых» частей. А процесс обучения выглядит довольно интересно, правда пока не удалось его визуализировать в видео.
napa3um
08.10.2017 06:02Расскажите, пожалуйста, что было результатом данной работы, каких целей вы (пока) не достигли и почему, по-вашему.
LorDCA Автор
08.10.2017 06:10Результатом данной работы есть вполне себе рабочая модель, она прекрасно обобщает любую осмысленную информацию. Но работает пока все в один поток, есть кое какие идеи как распаралелить, но нужно больше времени и рук с головами. Да и есть подозрения что понадобится больше железа (серверов) что бы вывести всю систему на уровень адекватного взрослого.
napa3um
08.10.2017 06:12Рабочая модель, она прекрасно обобщает любую осмысленную информацию.
Расскажите чуть подробнее. Что делает модель? Какие у неё входные данные, какие выходные? Как эта обработка данных связана с сознанием?LorDCA Автор
08.10.2017 06:26Вы пытаетесь натянуть мою сову на свой глобус нейросетей. Выше я уже писал. В проекте нет нейросетей. От слова совсем. На вход можно подавать любую осмысленную информацию, текст, аудио, картинки, видео пока тяжело для имеющегося железа. В тестах мы давали ему почитать книги. И по прочитаному получали что то навроде краткого описания. Но для нормального общения одних книг мало. Но даже в таком виде он способен обобщать например кучу историй болезней и на основании этого находить идеальное лечение. причем не просто находить, а еще и обосновывать почему так.
Сейчас пытаемся учить его разговаривать.napa3um
08.10.2017 06:35(Я не говорил о нейросетях и даже не намекал, не очень понял, к чему вы о них заговорили.) А пример входного текста и описания, построенного по нему, можете показать?
LorDCA Автор
08.10.2017 06:45Входным текстом были книги. Почему то про Мумитролей и Пелевин.. Пара версий этого «создания» даже общалась в чате телеграм. И так пытаюсь затолкать обьемное описание в максимум 5 страниц удобоваримого текста. И между делом прикрутить ему голосовой интерфейс, скармливать ему вавки напрямую сьедает слишком много ресурсов, хотя сам процесс обобщения не вызывает проблем. Предлагаю вам дождатся второй части.
napa3um
08.10.2017 06:48Покажите, пожалуйста, два файла в формате .txt, в одном входные данные, а во втором — результат обработки вашей моделью. Не описание того, что в них, а сами файлы. Тогда мне (и остальным читателям) будет, чего ждать во второй части помимо фантазий и резонёрства.
LorDCA Автор
08.10.2017 07:00Давайте еще раз, модель не обрабатывает файлы. Она обобщает любую представленую информацию. Вы можете сами найти книжку Мумитроль и Море. А картинка в заголовке это визуализация памяти после обобщения этой книги. И как результат обобщения именно этой книги, только она одна была в памяти, было всего 2 фразы " Он Муми Папа Она Муми Мама". На большее построеных связей не хватило. Чтение одной книги занимает около 3 часов в последней версии. При этом на 1 мегабайт обобщеных данных, создается около 1 гигабайта логов изменений в базе данных.
napa3um
08.10.2017 07:01Теперь понятна ценность вашей работы, спасибо.
LorDCA Автор
08.10.2017 07:14Ну как минимум есть новый алгоритм обобщения, отличный от нейросетей с их статистическим анализом. Тем более что он сам создает паттерны в процессе работы. И любую ранее обобщеную информацию можно извлечь из него без потерь. Давайте я тут картинку повешу для спойлера. И это не семантика.
napa3um
08.10.2017 07:16Да, это не семантика, это резонёрство.
LorDCA Автор
08.10.2017 07:21Ну ваше мнение очень важно конечно. Особенно раздача диагнозов незнакомым людям. Порадуете чем нибуть более обьективным?
VDG
08.10.2017 18:33Порадуете чем нибуть более обьективным?
Именно этого ждут от вас.
А чьё мнение важно вам? Только несколько человек проявили интерес к статье. Резонёрство не только диагноз, но и подача материала, как у вас. И из-за него, уверен, мимо прошло много интересующихся данной темой. Начинать надо было с результата. Вот только из комментов проявляется, что есть вероятность, что у вас действительно есть что-то новое, и возможно стоит прочитать вторую часть.LorDCA Автор
08.10.2017 18:59С результата? Что именно вы видите в качестве результата? И как именно вы предлагает его подать? Начать с конца? " И вот у нас есть направленый граф, который отвечает всем задачам по обработке информации, созданию паттернов и методом проб и ошибок может обновлять свои паттерны, приобретая опыт."
Наслаждайтесь, надеюсь вам стало теперь все ясно.VDG
08.10.2017 19:40Именно так и надо было подать. Для кого вы пишите, тех, кто не знает что такое граф? Если вы строите из входных данных по неким правилам направленный граф, а потом по каким-то правилам меняете связи и узлы, то наслаждаться не получится, эта жвачка пережёвана сотни раз за полвека. Понятно, что показать вам нечего — на выходе просто перестроенный граф. Вы открыли Америку, как и те, кто периодически публикуется тут с теми же самыми «бессмертными» идеями графа.
LorDCA Автор
08.10.2017 21:56Вот только не нужно мне расказывать что там пережовано, а что не пережовано. У меня есть представление, что если я вам дам доступ к серверу и вы сами с ним поработаете, то результат останется все тем же " НЕ ВЕРЮ". Как бы так вежливо вам обьяснить, что ваше мнение ничего не стоит. хотя бы в силу аннонимности ваших высказываний.
Hardcoin
08.10.2017 08:03При чем тут нейросети? Скажите, что на входе и что на выходе? В случае Пелевина какой результат обобщения?
LorDCA Автор
08.10.2017 08:10В качестве вывода на данный момент есть только визуализация «памяти», если вы не заметили то модель состоит из 2 частей. Сенсорной и Моторной. На данный момент реализована только сенсорная часть. Она обобщает данные в память. И можно выгрузить файл для визуализации. Вот его можете получить и поигратся.
Hardcoin
08.10.2017 08:17Где я могу его получить?
LorDCA Автор
08.10.2017 08:22Держите. В нем даже всякая отладка прописана. которая в обычном режиме не сохраняется. Надеюсь найдете чем открыть .graphml
dropmefiles.com/Hlgh3
Hardcoin
08.10.2017 07:53+1Утверждение, что "мы не можем проверить или опровергнуть эту теорию" все же крайне неудачное.
Если б мы не могли никак ее опровергнуть, нам стоило б вообще от нее отказаться, по критерию Поппера. Но на самом деле можем. Устойчивые к антибиотикам штаммы бактерий — хороший пример, что эволюция все же происходит.
LorDCA Автор
08.10.2017 08:12Насколько я знаю, никто не опровергает теорию эволюции. Там больше вопросов о причинах.
napa3um
08.10.2017 08:27Изменчивость, наследственность и отбор — это три аспекта абстрактного эволюционного принципа, которые выводятся чисто математически (т.е., это феноменологическая теория, типа термодинамики, применимая к очень широкому классу систем). Применимость эволюционного принципа к биологии доказывается генетикой, в которой уже давно установлены минимально необходимые механизмы, реализующие все три вышеуказанных аспекта (т.е., биологические системы эволюционируют фактически по определению предмета изучения генетики).
LorDCA Автор
08.10.2017 08:29И тем не менее это все еще теория.
napa3um
08.10.2017 08:32Внимательно изучите, чем отличается теория от гипотезы в научном методе. Вы явно используете слово «теория» в обывательском смысле «предположение».
LorDCA Автор
08.10.2017 08:45Но статья совсем не об этом и не для того. Статья вообще о вполне себе работоспособной модели мозга. Просто начинать рассказ непосредствено с алгоритмов приводит к полному не понимаю, что и зачем и почему оно так. Начал из далека. Практически со времен «когда земля была огненым шаром».
napa3um
08.10.2017 08:59Эта ветка комментариев о вашем непонимании и непринятии дарвинизма. И вряд ли вы даже примерно представляете, насколько наивны ваши выкладки о механизмах сознания, насколько концепция strong AI глубже, чем тезис «сознание — это система с обратными связями», выдаваемый вами чуть ли не за откровение. Ваше резонёрство типично, ваша защита типична, и практический результат вашей работы — тоже типичный «электронный калейдоскоп», в котором вы тренируете свою парейдолию (если он вообще существует где-то помимо вашей фантазии).
LorDCA Автор
08.10.2017 09:07спасибо доктор, за подробный диагноз и много «умных» слов. что еще у вас есть сказать по существу? сознание дар божий?
napa3um
08.10.2017 09:20Вы считаете, что сознание — это обязательно либо ваша модель, либо дар божий? Это называется «ложная дихотомия», ещё одно умное слово для вас. По существу вопроса данной ветки (ваше отношение к дарвинизму) сказал всё, что считал нужным. Однако если вам интересно моё мнение о том, что такое сознание, то это прежде всего слово/понятие в языке коммуникаций (сигнальной системе) социальных агентов. При этом язык должен быть достаточно «мощным», чтобы позволять рефлексию (возможность формулировать понятие «я», связанное с разделением внутренних и внешних сигналов и состояний) и автореференцию (возможность формулировать утверждения о самом языке). Без моделирования (как минимум) коэволюции фенотипа агентов, среды и культуры сознания не получить.
LorDCA Автор
08.10.2017 09:37Я не заявляю что моя модель является истинной. Я говорю о том что она работает и устраивает большинству известных фактоа. Но вы можете предложить свою модель. Но пока кроме псевдонаучной болтовни от вас никакого толку. Вы конечно можете продолжать в том же духе. На развитие моего проекта это никак не повлияет.
napa3um
08.10.2017 09:43Я говорю о том что она работает и устраивает бовльшинству известных фактов.
Вряд ли выхлоп «он муми мама папа она муми папа» удовлетворяет хоть одному «известному факту» о природе сознания каким-то однозначным образом.
Но вы можете предложить свою модель.
Обязательно, через пару лет подготовлю статью. Но позволю себе развлечься критикой уже сейчас.
Но пока кроме псевдонаучной болтовни от вас никакого толку.
В этом как раз я обвинил вас.
Вы конечно можете продолжать в том же духе. На развитие моего проекта это никак не повлияет.
Всё верно, ничего не может влиять на то, чего нет.
zirix
08.10.2017 20:55Я говорю о том что она работает и устраивает большинству известных фактоа.
Т.е. у вашей системы есть сознание?
И можно подробнее о «фактах»?
И если можно ссылкой или кратко:
Что такое сознание (в вашем понимании).
По каким признакам можно определить наличие сознания у системы.LorDCA Автор
08.10.2017 22:19У моей системы есть универсальный алгоритм по обобщению данных. Результатом работы которого является создание паттернов взаимодействия. В очень сильном упрощении это напоминает Knn. Предполагается что при определенном обьеме данных, мы и получим самоосознание машиной самой себя. Осталось найти необходимые мощности и переработать алгоритм для многопоточности.
napa3um
08.10.2017 08:15Автор хотел сказать как бы «вы мне её не докажете [в силу моей некомпетенции]». Судя по написанному, эволюцию он понимает очень поверхностно и скорее в духе ламаркизма, чем дарвинизма, а моделирование производил лишь в своих фантазиях.
BlessYourHeart
08.10.2017 09:38+1Много текста про различного рода связи в организме, про маркеры, "сигнальные системы", а потом хлоп и вводится понятие рефлекса, будто оно не имеет отношения к вышеописанному.
Внезапный пассаж про сознание тоже вызывает вопросы. Может стоило употребить более подходящее слово, вроде "мышление"? Хотя от реакций и рефлексов до мышления ещё статей десяток таких надо...
По ощущениям это все похоже очень очень очень популярный способ повествования.
DrSavinkov
Интересная статья, спасибо. Тоже размышлял, что для моделирования нервной системы надо зациклить её через данные с сенсоров. Но возник вопрос: как проводить корректирование связей в зацикленных сетях?
Будет здорово, если в продолжении будет рассмотрен этот вопрос.
LorDCA Автор
В продолжении расматривается много вопросов. Могу забежать немного вперед, это происходит в попытке системы достичь баланса. Но там не все прям вот так буквально. Сообственно любое обучение происходит методом дробления «большого и накатаного» паттерна. Сложно обьяснить на пальцах.
erwins22
на tensorflow можно?
LorDCA Автор
Я не думаю что вам удастся каким то образом приспособить нейросеть в данную модель. Во второй части будет понятно почему системы для статистического анализа, такие как tensorflow, далеки от создания интелекта. Текущая версия модели реализована на java и использует Cassandra для хранения структуры памяти.
NihilSherrKhaine
По факту ведь текущие нейросети являют из себя лишь «вероятностный распределитель», позволяющий вычленять некоторые закономерности в том или ином наборе информации и их использовать, однако остальные системы далеко не реализованы: нет никакой системы использования информации, нет никакой двойственной системы, предлагающей автоматическое реагирование и аналитическое(в психологии это называют бессознанкой и сознанкой, если утрировать), етс. Было бы интересно услышать Ваши мысли насчёт того, чего здесь не хватает, возможно в ЛС. Сам могу предоставить мнения насчёт некоторых механизмов, вроде последнего описанного.