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【非超理非钓鱼】按迹索引反馈机制

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申明:本文不是超理,不参与 @海王星凌月 的钓鱼文创作大赛。@海王星凌月 也不会因为这篇文章写的如此之好而给它加精。转载请注明作者sx349
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按迹索引反馈机制原理
简介
  按迹索引反馈机制(A Feedback Mechanism Indexed with Former Tracing, 简称I-FT反馈机制)是人脑进行记忆调用和分析的一种机制。
  通过神经元间神经递质(neurotransmitter)的结构与浓度、神经元内部兴奋信号的强度,记忆内容信号在大脑调用中留下特定的迹(trace)。研究表明,大脑通过迹的强度进行模糊性判断,并通过对迹的记录和调用来存储记忆以及确定记忆的深刻程度。由于迹成为每一次调用记忆的一个索引工具(index),该反馈机制被命名为按迹索引反馈机制。
详细内容
  通过神经元间神经递质的结构与量、神经元内部兴奋信号的强度,来代表这种信号的可信程度(reliability;credibility)。每个信号会根据其可信程度在传递过程中留下特定的不同强度的迹。迹会随着别的信号判断的不断加入而淡化,直到该信号再次激活这个迹。
  能够被多次激活的迹,以及激活次数不多但是强度很高的迹,往往很难被抹去,因此在终端输出的神经元(terminally output neures)上能够更强的反映出来,当强度达到某个程度之后,就会被认为这个信号是绝对正确的,而当强度低于某个程度时,就会被认为是极有可能不正确的。除此之外的情况下,终端输出神经元就会依据强度得到一个近似程度值(approximate quantity)。
  迹的强弱不仅在于特定的几次信号传递过程,而是自人脑建立之初,初步建立了神经系统(nervous system; systema nervosum)后就开始受这一机制的影响了;同时,迹的强度同样将成为一个信号,从而影响下一次信号传递的迹。
理论发展
前馈神经网络
  在很久以前,人类开始了对于神经元的研究与模拟。自然经过上亿年的进化形成的脑部神经结构拥有复杂的生理基础和实现原则,在计算科学发展的最初,人类拘泥于形式与精确性,创造出了最初的多层前馈神经网络(Multilayer Feedforward Neural Network)。人工模拟神经元单位通过不同的权值比重(Weight)对输入的数据进行选择与处理,进而分配到后继的神经元中。权值比重的确定,依靠了前馈神经网络的一个重要特性:可学习性(learnability)。人类让模拟神经元模拟神经各种兴奋传递,通过改变权值比重达到弱化错误的神经关联,强化正确的神经关联的目的,逐步向前推进这种权值比重,就能够完全确定整个神经网络的权值比重。但是,这种神经网络与人类神经元的机制有着相当大的差距:神经网络往往能够给出一个确定性的答案,却不能自动给出多个相近的答案再进行比较,因为模糊性的概念将打乱前馈神经网络的权值分配。按迹索引反馈机制
  人脑中处理模糊性的方法,随着科技的进步,得到了一个解释:
  通过神经元间神经递质的结构与量、神经元内部兴奋信号的强度,来代表这种信号的可信程度。每个信号会根据其可信程度在传递过程中留下特定的不同强度的迹。迹会随着别的信号判断的不断加入而淡化,直到该信号再次激活这个迹。能够被多次激活的迹,以及激活次数不多但是强度很高的迹,往往很难被抹去,因此在终端输出的神经元上能够更强的反映出来,当强度达到某个程度之后,就会被认为这个信号是绝对正确的,而当强度低于某个程度时,就会被认为是极有可能不正确的。除此之外的情况下,终端输出神经元就会依据强度得到一个近似程度值。



IP属地:江苏1楼2012-07-14 16:55回复
      这种情况,与早就发现的“蚁群算法”(Ant Colony Optimization,简称ACO)极其相似,甚至与一些早期搜索引擎排名系统都有些相同。但是,人脑的神奇之处远不止于此:迹的强弱不仅在于特定的几次信号传递过程,而是自人脑建立之初,初步建立了神经系统后就开始受这一机制的影响了;同时,迹的强度同样将成为一个信号,从而影响下一次信号传递的迹。由于迹成为每一次调用记忆的一个索引工具,该反馈机制被命名为按迹索引反馈机制。
    记忆调用
    根据这一发现,研究人员将人类记忆分为三个部分:古大脑也即大脑白质(Cerebral white matter)中控制生命活动基础的原始记忆(Origin memory),新大脑也即大脑皮层(pallium)中的新建记忆(Established Memory),以及在信号传递过程中附着在这些记忆周围的迹记忆(Tracing Memory)。
      某种记忆的深刻程度,可以认为是与记录它的神经元深度正相关的,某一深度的神经元,在依附的迹记忆达到一定程度后,分裂成两个细胞,一个细胞是迹记忆的总记录,位于较浅的位置,另一个细胞则拥有该神经元所记录的内容,处于较深的位置。最近使用的记忆,会在最浅处生成新的神经元,如果之后经常使用,就会不断分裂下沉,形成一个神经元集团(neure group)分布在最浅至最深处;如果后来没有使用过,就会在一段时间以后编程性死亡(programmed cell death),为其他神经元提供物质和能量,这也就是遗忘的神经元解释。出于同样的原理,如果一个已经分布广泛的记忆长期不使用,新的记忆神经元会深入使深层的神经元被降级而变浅,直到最后到达外层而被忘记。
    应用实例
    聊天机器人
      根据按迹索引反馈机制,依靠计算机的高速运算能力,神经网络几乎被完美地利用计算机复制出来,人工智能得到了长足的发展。
      以最早发展出来的一些娱乐性与实用性兼顾的聊天机器人为例,应用了新机制之后,聊天机器人将会通过学习人类的谈话获得“记忆”,并通过上述机制有效地对人类作出反馈。一系列针对人脑参与图灵测试(Turing test)的相关研究,进一步破解了对于行为顺序的神经元反映模型,从而使得计算机也获得了行为心理学(behavioristic psychology)知识。
    新一代人工智能
      由斯坦福大学研究开发、被命名为“ENIAC-Memo”的最新机型超高速计算机近日参加了长达20天,共计二十万人参与的网络在线图灵测试并成功通过。二十万人按照参与顺序分成了两百组,每组中有一千个自然人和二十个计算机模拟的“人”,这一千零二十个个体被两两配对,交流半个小时,再让自然人判断与自己交流的是电脑还是人。最终,自然人的判断中,只有0.007%是有效正确(effectively correct)的,在误差允许范围之内;而与之相比,有49.36%的人把对面的自然人当成了计算机。这台以纪念"ENIAC”而取名的计算机成功地通过了最终版的图灵测试,标志着人工智能进入新的时期。
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    IP属地:江苏3楼2012-07-14 16:56
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      太长不配图不好找亮点


      4楼2012-07-14 16:57
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        路过顺便喊一句:我!看!不!懂!啊!


        IP属地:江苏5楼2012-07-14 17:12
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          为什么不是超理发这里?


          6楼2012-07-14 17:25
          收起回复
            超出我的认知范围。。


            IP属地:重庆来自手机贴吧7楼2012-07-14 18:58
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