Память и обобщение
-
Upload
ohanzee-ojeda -
Category
Documents
-
view
45 -
download
0
description
Transcript of Память и обобщение
![Page 1: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/1.jpg)
Память и обобщение
На примере зрительной системы
![Page 2: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/2.jpg)
Мозг
![Page 3: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/3.jpg)
Зоны коры
![Page 4: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/4.jpg)
Структура коры
![Page 5: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/5.jpg)
Система проекций
![Page 6: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/6.jpg)
проект Connectomics
![Page 7: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/7.jpg)
проект Connectomics
![Page 8: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/8.jpg)
Задача обобщения 1
Первый подход философско-семантический, известный как обобщение понятий. Имея понятия, объединенные неким видовым признаком, требуется перейти к новому понятию, которое дает более широкое, но менее конкретное толкование, свободное от видового признака. Например, имеется понятие «наручные часы», где видовой признак – это: «указатель времени, закрепленный на руке с помощью ремешка или браслета». Обобщение - это понятие «часы», как любой инструмент, определяющий время.
![Page 9: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/9.jpg)
Задача обобщения 2
Второй подход – это задача чистого обобщения. В формулировке Френка Розенблатта она звучит так: «В эксперименте по «чистому обобщению» от модели мозга или персептрона требуется перейти от избирательной реакции на один стимул (допустим, квадрат, находящийся в левой части сетчатки) к подобному ему стимулу, который не активирует ни одного из тех же сенсорных окончаний (квадрат в правой части сетчатки)».
![Page 10: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/10.jpg)
Задача обобщения 3
Третий подход – это задача классификации при наличии обучающей выборки. Есть множество объектов. Есть предварительно заданные классы. Есть обучающая выборка – набор объектов, про которые известно к каким классам они относятся. Требуется построить алгоритм, который обоснованно отнесет любые объекты из исходного множества к одному из классов. В машинном обучении это созвучно задаче обучения с учителем. Когда есть обучающая выборка, про которую известно: какой стимул на входе приводит к какой реакции на выходе. Предполагается, что реакция не случайна, а определяется некой закономерностью. Требуется построить алгоритм, который наиболее точно воспроизведет эту закономерность.
![Page 11: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/11.jpg)
Задача обобщения 4Четвертый подход – это задача кластеризации. Предположим у нас есть множество объектов и нам известна степень похожести их друг на друга, заданная матрицей расстояний. Требуется разбить это множество на подмножества, называемые кластерами, так, чтобы каждый кластер объединял схожие объекты, а объекты разных кластеров сильно отличались друг от друга. Вместо матрицы расстояний может быть задано описание этих объектов и указан способ как искать расстояние между объектами по этим описаниям. Опять же, в машинном обучении, аналог – это обучение без учителя. Есть множество объектов, представленных их описаниями. Требуется обнаружить взаимосвязи присутствующие между объектами. Как частный результат поиска закономерностей может быть деление исходного множества на кластеры.
![Page 12: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/12.jpg)
Задача обобщения 5
Пятый подход - факторный анализ. Предположим, описание объектов строится на наборе признаков. Имея множество объектов, мы можем проследить статистические связи, относящиеся к совместному проявлению признаков. Факторный анализ позволяет выделить факторы, которые объясняют эти закономерности. Факторы могут напоминать признаки, а могут быть новыми ненаблюдаемыми сущностями. От описания объектов в терминах признаков можно перейти к описанию через факторы. Если удается воспроизвести объект, соответствующий только одному фактору, то это, по сути, решение задачи идеализации. Например, понятие плоскость, используемое в геометрии, - это идеализация образов ровных поверхностей, встречающихся нам в быту.
![Page 13: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/13.jpg)
Нейрон (Маккалока — Питтса)
![Page 14: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/14.jpg)
Линейный сумматор
![Page 15: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/15.jpg)
Фильтр Хебба
Или
![Page 16: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/16.jpg)
Главная компонента
![Page 17: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/17.jpg)
Обобщенный алгоритм Хебба
где i от 1 до m, а j от 1 до l
![Page 18: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/18.jpg)
Алгоритм декорреляции
![Page 19: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/19.jpg)
Кластеризация. EM алгоритм
• Центроидный метод
• Расщепление смеси распределений
![Page 20: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/20.jpg)
Запоминание цельного образа
Так как каждый нейрон имеет ограниченное рецептивное поле, то чтобы запомнить всю картину активности определенной зоны коры надо не только вовлечь в процесс множество нейронов, но и обеспечить их интеграцию, как относящихся к одному воспоминанию.
![Page 21: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/21.jpg)
Регулярная активность нейрона
![Page 22: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/22.jpg)
Спонтанная активность (теория Радченко)
Метаботропные рецептивные кластеры и интерференция медиатора в внесинаптическом пространстве.
![Page 23: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/23.jpg)
Идентификаторы
• Спонтанная активность – генератор случайного распределенного идентификатора
• Воспроизведение идентификатора – механизм интеграции нейронов
• Набор идентификаторов нейрона определяет систему его ассоциативных связей
![Page 24: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/24.jpg)
Ассоциативные машины
![Page 25: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/25.jpg)
Кортикальная колонка
1. Входящие аксоны2. Нейроны памяти3. Факторные нейроны
первого порядка4. Факторные нейроны
второго порядка
![Page 26: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/26.jpg)
Сегментация памяти
Кортикальные миниколонки обучаются не на всех поступающих образах, а только на тех, что запоминаются их нейронами памяти
![Page 27: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/27.jpg)
Пространственная организация (карты Кохонена)
𝒘 𝒋 (𝑛+1 )=𝒘 𝒋 (𝑛)+𝜂 (𝑛 )h 𝑗 , 𝑖 (𝑥 ) (𝑛)(𝒙−𝒘 𝒋 (𝑛))
![Page 28: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/28.jpg)
Карты Кохонена
![Page 29: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/29.jpg)
Организация по позиции нейронов памяти
![Page 30: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/30.jpg)
Поле активности
![Page 31: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/31.jpg)
Обобщение
![Page 32: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/32.jpg)
Объединение разных образов в одном обобщении
![Page 33: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/33.jpg)
Понятие
![Page 34: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/34.jpg)
Понятие
![Page 35: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/35.jpg)
Понятие
![Page 36: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/36.jpg)
Обобщение понятий
![Page 37: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/37.jpg)
Консолидация памяти (схема К. Анохина)
![Page 38: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/38.jpg)
Опыты Паскуаля-Леоне
![Page 39: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/39.jpg)
Реконсолидация памяти
Нарушение уже сформированной памяти при повторной стимуляции
![Page 40: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/40.jpg)
Ретроградная амнезия и электрошоковая терапия
![Page 41: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/41.jpg)
Тотальное запоминание. Оптимизация. Сон
![Page 42: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/42.jpg)
Зрение
![Page 43: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/43.jpg)
Сетчатка
![Page 44: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/44.jpg)
Рецептивные поля ганглиозных клеток
![Page 45: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/45.jpg)
Клетки с On и Off центром
![Page 46: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/46.jpg)
Выделение контура
![Page 47: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/47.jpg)
Зрительный тракт
![Page 48: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/48.jpg)
НКТ
![Page 49: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/49.jpg)
Избирательная реакция
![Page 50: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/50.jpg)
Рецептивные поля простой клетки
![Page 51: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/51.jpg)
Ответ сложной клетки
![Page 52: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/52.jpg)
Распределение ориентационных колонок
![Page 53: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/53.jpg)
Саккады
![Page 54: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/54.jpg)
Микросаккады, дрейф, тремор
![Page 55: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/55.jpg)
Результат дрейфа
![Page 56: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/56.jpg)
Зависимость рисунка от угла
![Page 57: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/57.jpg)
• Тремор обеспечивает восприятие слишком тонких линий, размывая их до размеров центра рецептивного поля
• Дрейф делает образы перекрывающимися и позволяет говорить о степени похожести смещенных образов
• Микросаккады позволяют объединить в одной миниколонке различные фазы одного образа
![Page 58: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/58.jpg)
Варианты моделирования
![Page 59: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/59.jpg)
![Page 60: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/61.jpg)
Распределение глазодоминантности
![Page 62: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/62.jpg)
Пакеты описания
![Page 63: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/63.jpg)
Четверохолмие
![Page 64: Память и обобщение](https://reader034.fdocuments.in/reader034/viewer/2022051315/568134ab550346895d9bbde2/html5/thumbnails/64.jpg)
Пример информационного пакета