Мозг — Как он работает / Хабр
Как он работает
Статьи Авторы Компании
Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности
Уровень сложности Простой
Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров3.5K
Карьера в IT-индустрии Лайфхаки для гиков Мозг Здоровье
Долгое время предложение взять на себя больше ответственности, звучало для меня как предложение взвалить на спину мешок с цементом и взбираться с ним в гору в сорокоградусную жару. Вот только ответственность можно воспринимать не как бремя, а как свободу, которой чем больше, тем лучше становится жизнь. Ваша жизнь.
Читать далее
Всего голосов 19: ↑17 и ↓2 +15
Комментарии 26
Dmytro_Kikot000Z» title=»2023-03-24, 11:10″>24 мар в 11:10
Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров783
Блог компании ua-hosting.company Разработка робототехники *Научно-популярное AR и VR Мозг
Многие писатели-фантасты и киноделы обожают сюжеты, в которых роботы захватывают мир и намереваются уничтожить человечество. И как бы сильно ученые не старались доказать нереальность подобного, простые обыватели продолжают если не верить в эти сюжеты, то с опаской относится к любым новинкам из области робототехники. Тем не менее страхи эти преувеличены и часто необоснованны, ведь даже самый современный андроид лишен крайне важного ингредиента — самосознания. По сути робот не может принимать решения самостоятельно, а действует исключительно в рамках заложенной в него программы. Потому было бы куда страшнее, если бы действиями робота управлял человек, ведь именно человек является самым злейшим врагом для самого себя. Довольно иронично, что именно эта технология вызывает живейший интерес научного сообщества.
Ученые из Технологического университета Сиднея (Австралия) разработали носимое устройство, позволяющее контролировать робота буквально силой мысли. Как именно работает устройство, из чего оно состоит, и чем отличается от аналогов? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.Читать дальше →
Всего голосов 14: ↑14 и ↓0 +14
Комментарии 3
aGGre55orУровень сложности Простой
Время на прочтение 3 мин
Количество просмотровМашинное обучение *Искусственный интеллект Мозг
Из песочницы
Сегодня мы повсеместно читаем оды т.н. «искусственному интеллекту» под которым почти неизменно и безальтернативно предлагается понимать ChatGPT. Сам ChatGPT называет себя «искусственным интеллектом» (если спросить его об этом).
Читать далее
Всего голосов 298: ↑261 и ↓37 +224
Комментарии 688
vamedvedevУровень сложности Простой
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров4.4K
Учебный процесс в IT Научно-популярное Мозг
Пока педагоги бьют в колокол, опасаясь, что ChatGPT порушит систему образования, они сами ломают её изнутри популярным нейромифом о доминирующем стиле обучения.
Опросник Высшей школы экономики показал: 80% преподавателей вузов верят, что студентов можно разделить на визуалов, аудиалов, вербалов и кинестетиков. Более широкое международное исследование говорит: 89,1% педагогов считают, что люди учатся лучше, когда получают информацию в «своём стиле обучения».
Читать далее
Всего голосов 24: ↑23 и ↓1 +22
Комментарии 10
your_lancelot000Z» title=»2023-03-20, 10:44″>20 мар в 10:44
Уровень сложности Простой
Время на прочтение 1 мин
Количество просмотров2.7K
Мозг Здоровье
Из песочницы
Я пишу диплом, в котором рассматриваю психологические особенности IT-специалистов. Мне очень нужна ваша помощь: мне нужны респонденты, которые дадут информацию (ответы) по которым я смогу провести анализ, отследить взаимосвязи\корреляции разных сторон жизни представителей IT-специальностей.
После обработки результатов напишу новый пост с итогами вам, если смогу набрать необходимое количество респондентов для более-менее достоверных результатов.
Ссылка на опрос
Читать далее
Всего голосов 22: ↑14 и ↓8 +6
Комментарии 8
ExosphereУровень сложности Простой
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров10K
GTD *Мозг Здоровье
ДайджестКак проходят выходные? Встречаете весну на улице, чистите тающий снег у дома или гаража, гуляете с детьми, тягаете железо в зале, засели в любимой игре или работаете работу вне работы, потому что привыкли работать? Каждый из нас волен проводить свободное время так, как считает нужным. Но не факт, что нужное окажется правильным и полезным, позволяющим перезагрузить организм, дать ему отдых — физический, интеллектуальный, эмоциональный. Впрочем, нельзя сказать, что какой-то паттерн отдыха однозначно универсальный и правильный для всех: виды отдыха и их эффективность зависят от возраста, телосложения, рода занятий, привычек, склада личности, региона проживания и массы других факторов. Что не отменяет общих рекомендаций, на которые стоит обратить внимание, чтобы находиться в ладах со своим организмом.
Читать далее
Комментарии 11
honyakiВремя на прочтение 11 мин
Количество просмотров9.6K
Блог компании SkillFactory Читальный зал Научно-популярное Мозг
Обзор
Перевод
Введение
Научно-исследовательская антарктическая станция «Ноймайер III» расположена на краю безжалостного антарктического шельфового ледника Экстрем. В период зимовки, когда температура может опускаться ниже минус 50 градусов по Цельсию, а ветер может достигать скорости более 100 км/ч, никто не может ни прибыть на станцию, ни покинуть ее. Изоляция станции необходима для метеорологических, атмосферных и геофизических научных экспериментов, проводимых на ней небольшой группой ученых, которые работают там в зимние месяцы и стойко переносят холодное одиночество.
Читать дальше →
Всего голосов 15: ↑14 и ↓1 +13
Комментарии 16
AKlimenkovВремя на прочтение 7 мин
Количество просмотров3.5K
Управление разработкой *GTD *Управление персоналом *Читальный зал Мозг
Время — странная штука. Иногда оно несётся с невообразимой скоростью, иногда превращается в густое тягучее желе и тянется невыносимо медленно. Время всегда знает, как вам досадить. Если у вас дедлайн, оно нарочно ускоряется, чтобы вы не успели сдать проект к назначенному сроку. Если вы сидите на скучном совещании, оно специально замедляется, чтобы продлить ваши мучения. Долгожданный отпуск проносится со скоростью болида, зато процесс падения хрустальной вазы растягивается как в замедленной съёмке.
Мы постоянно используем время в качестве основы для регламентации наших повседневных и рабочих процессов: составляем многочисленные расписания, планируем сроки, списываем трудозатраты в таск-трекере. Потом проводим план-фактный анализ и удивляемся: почему же мы опять не смогли соблюсти тщательно продуманные сроки. А загадочное время продолжает от нас ускользать…
Читать далее
Всего голосов 15: ↑13 и ↓2 +11
Комментарии 2
driseУровень сложности Простой
Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров4.
4KМозг Здоровье
Обзор
Перевод
С ней сталкивался каждый. Головная боль мешает заниматься любимыми и полезными вещами, от интересной работы, и до социальной коммуникации. У каждого из нас могут быть свои особые методы, как снять головную боль. Но со временем они либо перестают работать, либо требуют дополнительных усилий. Причина кроется в источнике боли и действительно доказательных методах, способных эту боль снять.
Читать далее
Всего голосов 9: ↑4 и ↓5 -1
Комментарии 20
motaevВремя на прочтение 54 мин
Количество просмотров2.9K
Управление персоналом *Мозг Здоровье
Из песочницы
В Прологе[1]
Но, если это действительно так, то сложность и кризис должны иметь последствия и не могут остаться незамеченными. Они должны как-то проявляться и в чём-то выражаться. У них должны быть какие-то симптомы.
Я считаю, что такими симптомами являются также и расширяющиеся сегодня проблемы мировой экономики и кризис существующей модели капитализма[2]. Но, кроме этого, должно быть что-то ещё в среде организаций.
Следовательно, встаёт вопрос: как сегодня проявляется возрастающая сложность мира и в чём она выражается, во что выливается для организаций? Как её обозначают и описывают?
Ответ позволит констатировать наличие сложности, доказать, что сложность есть, что она возрастает и усугубляет кризис управления сложностью.
Мы увидим, что способ (метод) его разрешения пока не найден. А всё, что предлагается – это из разряда станьте «суперменами», «бэтменами», «человеками-пауками» и другими «людьми X». То есть «превратитесь в сверхлюдей». Тогда сложность вам будет нипочём.
Следование этим советам приводит к «тотальному выгоранию» и, как следствие, к «великому увольнению». Что ещё более увеличивает «кризис управления сложностью», создаёт новые опасности, а, соответственно, усиливает потребность в его разрешении.
Приступим.
Читать далее
Всего голосов 15: ↑12 и ↓3 +9
Комментарии 11
gov0runВремя на прочтение 9 мин
Количество просмотров5.3K
Блог компании FirstVDS GTD *Учебный процесс в IT Лайфхаки для гиков Мозг
Школа и ВУЗ приучают читать учебники от корки до корки, помещая ученика в своего рода линейный таймлайн — вот начало книги, вот конец. А между ними середина. Двигайся вперед, листай страницы дальше. То, что прочитано — уже выучено. А хочешь повторить — загляни в заметки.
В общем, чрезвычайно «эффективный» подход…
А ведь надо совсем немного — из-под пелены букв достать ключевую суть и запомнить ее навсегда. Это идеальный результат прочтения любого учебника.
Читать далее
Всего голосов 19: ↑16 и ↓3 +13
Комментарии 7
AndrewYaremkoУровень сложности Простой
Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров29K
Веб-дизайн *Бизнес-модели *Дизайн Мозг Биология
Теперь, заходя в одну из сетей общественного питания, я беру кофе 200 миллилитров, а не 300. И каждый раз улыбаюсь себе с упреком, что «гуру» интерфейсных манипуляций понадобилось полгода, чтобы увидеть этот паттерн. Теперь этот пример украшает мои лекции, в основе которых два постулата: дизайн — это про деньги и хороший дизайн возможен только с фундаментальной научной базой.
Читать далее
Всего голосов 69: ↑61 и ↓8 +53
Комментарии 85
AKlimenkovВремя на прочтение 11 мин
Количество просмотров8.5K
GTD *Читальный зал Научно-популярное Лайфхаки для гиков Мозг
Нас окружает целый зоопарк электронных помощников, которые позволяют нам сохранять почти неограниченный объём заметок и записок. Однако мне кажется, что приятно и удобно, а в некоторых случаях и куда более безопасно помнить наизусть то, чем мы пользуемся каждый день.
Метод мнемонических правил можно использовать не только для запоминания нужных цифр и объектов, но и для генерации последовательностей по определённым правилам. Почему бы не внести в окружающую действительность капельку безбашенного сюрреализма, сочиняя всякие мнемоники и совмещая забавное с полезным?
Читать далее
Всего голосов 20: ↑18 и ↓2 +16
Комментарии 32
shsv382000Z» title=»2023-03-09, 13:57″>9 мар в 13:57
Уровень сложности Средний
Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров2.5K
Управление персоналом *Мозг Здоровье
Общение является ключевым элементом взаимодействия между людьми. Каким бы ни был ваш опыт в общении, иногда может возникать необходимость улучшить свои навыки, чтобы избегать конфликтов и более продуктивно решать возникающие проблемы. В этой статье я приведу механику возникновения конфликтов при общении, а также расскажу, что делать, чтобы их избегать.
Читать далее
Всего голосов 11: ↑3 и ↓8 -5
Комментарии 10
KOTELOVУровень сложности Простой
Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров6. 4K
Привет, это KOTELOV. Сегодня хотим рассказать, что делать, если столкнулся с задачей, которая вызывает муку и мысли о том, чтобы бросить айти и пойти печь булочки в ближайшую пекарню.
Читать далее
Всего голосов 9: ↑3 и ↓6 -3
Комментарии 4
dimitryabramovУровень сложности Средний
Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров1.2K
Python *Визуализация данных *Научно-популярное Мозг Будущее здесь
Туториал
Визуализация мозга это революционное направление в неврологии, оно позволяет исследователям получать беспрецедентное представление о структуре и функциях человеческого мозга. Одной из областей, где визуализация показала особые перспективы, является выявление паттернов мозговой активности, связанных с различными предрасположенностями, такими как черты личности, когнитивные способности и психические расстройства. В этой статье мы рассмотрим, как эту технологию можно использовать для выявления предрасположенностей человека, и какие открытия были сделаны в этой области, увидим как, используя данные MRI получить сведения о базовых структурах мозга на примере его коры.
Читать далее
Всего голосов 4: ↑4 и ↓0 +4
Комментарии 2
virtual_explorerВремя на прочтение 4 мин
Количество просмотров4.9K
Блог компании FirstVDS Игры и игровые консоли Мозг Здоровье
Ещё одно доказательство, что если вы или ваши дети заседают за играми — это ещё не значит, что всё пропало. Может, так даже получится стать умнее!
Новые результаты исследований бросают вызов тем опасениям, которые родители слышали в течение десятилетий, ещё со времен Atari и Dendy. Мол, что дети, которые часами играют в видеоигры или выбирают игры определенных жанров, проявят нездоровые отклонения в своих когнитивных способностях. Вы наверняка слышали или читали что‑то такое:
«Если часами играть в стрелялки, то только жестокость будет на уме!»
«Видеоигры подавляют гиппокамп и вызывают депрессию».
«Компьютерные игры ведут к деградации лобных долей».
Эти и другие заголовки можно увидеть по всему интернету — и в английском, и в русском сегменте. Обеспокоенные родители во многих странах вообще пытаются запретить видеоигры.
Если вас (или кого‑то из ваших знакомых) это тоже волнует — можно привести им в ответ исследование конца прошлого года, опубликованное в журнале Media Psychology. В нём команда ученых из Штатов проверяла, какие изменения мозга могут происходить в детях, играющих в видеоигры. И увидела, чем мозг «геймера» отличается от мозга обычного школьника.
Читать далее
Всего голосов 24: ↑23 и ↓1 +22
Комментарии 55
AdminVPSВремя на прочтение 8 мин
Количество просмотров15K
Блог компании AdminVPS Читальный зал Научно-популярное Мозг Здоровье
Перевод
В прошлый день Благодарения я спросила свою маму, сколько ей лет в ее представлении. Она не смутилась, не подняла головы, даже не попросила меня повторить вопрос, что было бы естественно, учитывая странность вопроса. Мы были на кухне моего брата, накрывали на стол. Мама сложила еще одну салфетку. «Сорок пять», — сказала она.
Ей 76 лет.
Почему так много людей сразу, интуитивно схватывают это в высшей степени абстрактное понятие — «субъективный возраст», как это происходит, почему. Это странно, если подумать, это касается именно возраста. Например, большинство из нас не считают себя ниже или выше, чем мы есть на самом деле. Мы не думаем о себе как о людях с меньшими ушами, длинным носом или более вьющимися волосами. Большинство из нас также знает, где находится наше тело в пространстве, то, что физиологи называют «проприоцепцией» (если кратко, то проприоцепция обеспечивает схему тела (theory of body), а у детей схема тела – это основа образа «Я» и понимания взаимоотношений между людьми, осознания себя как субъекта этих отношения (theory of mind).
И все же нам очень трудно определить свое местонахождение во времени. Друг, которому около 60 лет, недавно сказал мне, что всякий раз, когда он смотрит в зеркало, он не столько недоволен своей внешностью, сколько пугается ее — «как будто произошла какая-то ошибка» — таковы были его точные слова. (Такой же сбивающий с толку эффект могут вызвать встречи выпускников. Вы оглядываетесь на своих одноклассников, покрытых морщинами и обрюзгших, недоумевая, как они могли так яростно капитулировать перед возрастом; затем вы видите свои фотографии с того же события и понимаете: пропасть между тем, сколько нам лет, и тем, какими мы себя считаем — можно измерить в световых годах — или, по крайней мере, в большом количестве земных лет.
Взрослые старше 40 лет считают себя в среднем примерно на 20 процентов моложе своего фактического возраста.
Виртуальные серверы VPS/VDS в Нидерландах
На какой возраст вы себя ощущаете?
Всего голосов 37: ↑29 и ↓8 +21
Комментарии 86
ru_vds000Z» title=»2023-03-01, 12:00″>1 мар в 12:00
Уровень сложности Простой
Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров6.8K
Блог компании RUVDS.com Машинное обучение *Киберпанк Научно-популярное Мозг
Чему мы научились у компьютеров? На первый взгляд, постановка вопроса абсурдная. Ведь люди сами придумали информатику, сконструировали компьютерную технику и написали софт. Как можно чему-то научиться у своего детища?
Оказывается, можно. И не потому, что недетерминированная система выдаёт непредсказуемый результат. Наоборот, дело в крайней системности и детерминированности программ. Иногда кажется, что эта железная логика мощнее и сильнее человеческой психологии, эмоций и биологической природы. Поэтому она берёт верх.
Вот некоторые примеры, как изменилась наша жизнь под влиянием компьютерных алгоритмов. Речь о чертах характера, моделях поведения и восприятии окружающего мира.
Читать дальше →
Всего голосов 51: ↑46 и ↓5 +41
Комментарии 15
hsepsyanВремя на прочтение 3 мин
Количество просмотров746
GTD *Карьера в IT-индустрии Лайфхаки для гиков Мозг Здоровье
Из песочницы
Сегодня руководителей компаний все больше волнуют вопросы взаимоотношений в коллективе, мотивация сотрудников и методы получения значительных результатов в работе. Поэтому интерес именно к психоаналитическому коучингу растет с каждым годом.
Да, сейчас многие специалисты берут высокую плату за консультации, но существует и другой вариант получить квалифицированную помощь. Какой? В рамках нашего проекта «Доступный коучинг» слушатели и выпускники магистерской программы НИУ ВШЭ «Психоанализ и психоаналитическое бизнес-консультирование» помогут справиться с профессиональными сложностями. Наша цель — помочь вам найти выход из сложной ситуации и понять, куда двигаться дальше.
Читать далее
Всего голосов 9: ↑4 и ↓5 -1
Комментарии 3
Взаймы у природы
Человеческий мозг — самая сложная и эффективная вычислительная система, а воссоздание человеческого интеллекта было одной из величайших целей человечества во все времена. Сегодня инженеры Росатома вместе с учеными работают над созданием нейроморфных (то есть заимствующих подходы из биологии) систем искусственного интеллекта. Но разве нейросети уже не нейроморфные сами по себе? Оказывается, что нет. Вместе с научно-просветительской платформой Homo Science рассказываем, какие секреты биологического мозга ученые могут использовать для создания более быстрых, умных и обучаемых нейросетей.
По образу и подобию
В 1937 году Джон Захари Янг описал механизм передачи электрохимических сигналов нейронами на примере гигантского аксона кальмара. После войны идеями строения мозга вдохновлялся отец современных вычислительных систем физик и математик Джон фон Нейман, а нейрофизиолог Фрэнк Розенблатт создал первую искусственную нейросеть — перцептрон, который состоял из связанных друг с другом нейронов.
Правда, каждый нейрон перцептрона был не сложной и развивающейся во времени живой клеткой, а математической функцией, которая выводила сигнал в зависимости от результата суммирования входных сигналов. Перцептрон состоял всего из трех слоев, между которыми все нейроны были связаны друг с другом, в отличие от структуры нейронных связей живого мозга, которая настолько сложна, что ученые до сих пор способны описывать только маленькие ее кусочки.
По мере развития классических нейросетей программное описание нейронов абстрагировалось, их функции активации изменялись, увеличивалось количество слоев и менялись подходы к настройке связей между ними. Однако фундаментальная идея оставалась той же, поэтому нейросети, состоящие из связанных друг с другом математических функций, очень отдаленно напоминали человеческий мозг. Но и не будучи в большой степени нейроморфными, благодаря появлению мощных видеокарт, которые оказались способны быстро производить необходимые для работы нейросетей вычисления, они выросли в современные системы ИИ, которые умеют многое: распознавать и рисовать картинки, писать и переводить тексты, обыгрывать людей в сложные игры.
Требовательный интеллект
Но добившиеся на сегодняшний день успеха модели обладают своими недостатками. Например, они работают тем лучше, чем они больше. В последние годы размер моделей удваивается каждые несколько месяцев. Параметры в мощных моделях, таких как GPT-3, которая способна писать небольшие тексты практически на человеческом уровне, исчисляются уже сотнями миллиардов. Кроме этого, такие модели требуют огромного количества данных для обучения. GPT-3 обучали на корпусе текстов, собранных со всего англоязычного интернета. На одной, даже очень мощной видеокарте обучение такой модели заняло бы сотни лет, а аренда мощностей, которые позволят обучить одну версию GPT-3, стоит около 4,5 млн долларов.
Сколько? ↓
Аренда Tesla V100 обойдется в 1,5 доллара в час. А чтобы обучить модель за неделю, придется арендовать 18 511 видеокарт. Неделя аренды каждой обойдется в 252 доллара.
Энергопотребление Tesla V100 — 250 ватт, 18,5 тысяч таких видеокарт за неделю потратят 777 МВт*ч электроэнергии, а это мощность порядка средней ТЭЦ (например, мощность Московской ТЭЦ-16 — 651 МВт). Если конвертировать такую энергию в выбросы CO2, получится 273 тонны (с коэффициентом по России), 5000 автомобилей за неделю выбрасывают меньше. Но даже если закрыть глаза на огромную стоимость и вред, приносящийся экологии, такие затраты просто расточительны. Человеческий мозг способен на одновременное выполнение многих задач, на каждую из которых потребуется по большой нейросети, а также на многое, чего нейросети пока вообще не могут: от способности одинаково хорошо справляться с различными категориями задач до формирования сознания. При этом мозг потребляет около 20 ватт энергии. Обычно это в тысячу раз меньше, чем нужно для одной видеокарты, не говоря уже о целом дата-центре.
У мозга есть и другие преимущества перед нейросетями с классической архитектурой. В то время как GPT-3 требует десятки терабайт текста, чтобы научиться их писать, человеку достаточно несколько учебников и рабочих тетрадей для начальной школы. Да и в принципе учиться люди умеют намного лучше: если классическую нейросеть обучить сначала одной задаче, а потом другой, то после окончания второго раунда «обучения» она полностью забудет все, чему научилась на первом, — таковы особенности классических методов обучения нейросетей. Люди же довольно неплохо умеют сохранять знания между разными задачами, и только устройство самого мозга может подсказать нам, как этого добиться.
Поэтому современные исследователи ИИ все чаще используют нейроморфные подходы как для создания оптимизированного для работы ИИ железа, так и в целом для разработки новых подходов к созданию нейросетей.
Что позаимствовать у мозга?
Классические нейросети работают очень похоже на обычные компьютеры. Каждый нейрон можно описать всего несколькими числами, задающими наличие и важность входящих сигналов. На следующем шаге вычислений на основе этих чисел функция активации определяет для каждого нейрона, считается ли его исходящий сигнал включенным или нет. И в результате каждый нейрон классической нейросети обсчитывается на каждом вычислительном шаге компьютера.
Мозг работает по-другому. Каждый нейрон — это самостоятельная клетка, которая реагирует на количество поступающих к ней от других нейронов нейротрансмиттеров и только в ответ на достаточное их количество посылает сигнал следующим нейронам.
Таким образом, важнейшее свойство мозга, которое может повысить энергоэффективность нейросетей, — это импульсный характер передачи информации, то есть передача сигналов в виде последовательности импульсов во времени. При этом каждый импульс не имеет никаких других свойств, кроме времени отправки. Благодаря этому работа нейрона в такой системе сводится к простым реакциям на приход спайков, и реализовать их обработку можно в виде очень простой цифровой или аналоговой схемы.
Импульсы — это тот тип информации, с которым работают живые мозги, а значит, импульсным нейроморфным системам будет не просто легче работать с данными в импульсном виде — возможно, они смогут подключаться к мозгу через нейроинтерфейсы и работать с его сигналами напрямую.
Импульсный формат позволяет более эффективно обращать внимание на то, как информация изменяется со временем, и быстрее принимать решения. Нейроморфный ИИ, как и наш мозг, не будет ждать «всей информации», прежде чем принять решение, — он будет действовать с учетом имеющихся данных и корректировать поведение при появлении новых.
Из импульсного подхода следует и второе свойство нейроморфных систем — разреженность:
- В импульсных нейросетях работают не все нейроны одновременно, а только те, которые принимают или посылают импульс в конкретный момент. Это называется пространственной разреженностью и позволяет значительно экономить энергию по сравнению с классическими нейросетями, в которых нейроны работают всегда.
- Так как в получаемых последовательно данных, особенно если это картинка с камеры, большая часть информации между кадрами не меняется, можно обрабатывать только изменения между кадрами. Это называется временной разреженностью данных, она позволяет значительно снижать объем передаваемой информации и делать энергоэффективные устройства компьютерного зрения.
- Также эффективность работы нейросетей можно повысить за счет структурной разреженности. В мозгу человека примерно 87 миллиардов нейронов, но один нейрон в среднем связан только с 5 тысячами других, и это не снижает, а повышает качество работы мозга. Известно, что классические нейросети сохраняют точность работы после отключения более 90 процентов связей между нейронами. Для импульсной нейросети такая разреженность повысит не только вычислительную, но и энергетическую эффективность.
Наконец, еще одна особенность мозга — параллелизм работы независимых или слабо связанных друг с другом сетей. Еще в конце 1980-х годов ряд ученых выдвинули предположение, что для эффективной работы искусственных нейросетей потребуются массивно параллельные архитектуры. Правда, у таких архитектур есть проблема: затраты на синхронизацию параллельных вычислений быстро растут вместе с количеством вычислителей, что ограничивает выгоду от параллелизма. А вот биологические нейроны очень легко обходят эту проблему, потому что их работа не синхронизирована.
Искусственные импульсные нейроны также могут работать независимо. В будущем такая асинхронность позволит эффективнее решать с их помощью сложные задачи через использование параллелизма.
Счет в уме
Биологические нейроны обладают еще одной важной особенностью: они одновременно являются и вычислительными устройствами, и устройствами памяти, которые хранят информацию о силе синаптических связей с другими нейронами и концентрации нейротрансмиттеров разных типов в каждом синапсе.
Компьютеры на уровне железа работают наоборот. В них память четко отделена от процессора, и при вычислении искусственных нейронов самой долгой операцией оказывается как раз перемещение всей нужной информации между ними.
Для того чтобы реализовать эту особенность человеческого мозга — возможность вычисления в памяти, — используют либо аналоговые, либо гибридные цифровые системы. В гибридных системах много нейронов одновременно вычисляется на одном из многих параллельных процессоров, каждый из которых обладает собственной памятью. В аналоговых системах каждый нейрон обрабатывается собственной электрической схемой. Такие схемы часто используют особые электрические элементы — мемристоры, которые способны изменять свое сопротивление в зависимости от протекающего через них электрического заряда и тем самым выполнять функцию встроенной в вычислительную схему памяти. Вычисления в памяти избавляют систему от конкуренции за доступ к памяти и позволяют не тратить большое количество ресурсов на частый перенос промежуточных данных между памятью и процессором.
Еще одной особенностью классических нейросетей, которая отличает их от мозга, является метод их обучения. Оно работает через обратное распространение коррекций силы связей между нейронами по всей сети после вычисления того, как и насколько сильно сеть ошиблась. Использование этого метода в мозге предполагало бы наличие не только единого центра, следящего за этими исправлениями, но и второго канала связи между нейронами, по которому сигнал мог бы проходить в обратную сторону для коррекции весов связей.
В биологии такого нет: нейроны проводят сигнал только в одну сторону и не имеют единого центра исправления ошибок. Реализовать такое обучение в нейроморфных нейросетях можно через локальное обучение. Наиболее популярный подход к такому обучению называется STDP (spike timing dependent plasticity). Его идея состоит в том, что синапсы, на которые сигналы пришли незадолго до генерации импульса нейроном, усиливаются, а синапсы, получившие импульс вскоре после этого, ослабляются. При таком подходе коррекция весов сети происходит за один проход сигнала по сети. В перспективе это позволит дешевле и эффективнее обучать большие модели.
Цели на будущее
У мозга есть и другие свойства, которые мы хотели бы использовать в системах ИИ, но пока не понимаем их природы в достаточной степени, чтобы воплотить в искусственных нейросетях.
Например, мозг умеет одновременно обрабатывать и объединять в единую картину информацию разных типов, получаемую от разных органов чувств. Ему не нужны огромные количества данных, чтобы чему-то научиться: ребенок по одной картинке запоминает, что такое кошка, а системам ИИ нужны десятки и сотни тысяч изображений. Есть гипотеза, что мозгу это удается через формирование идей и абстрактных понятий, но как воплотить такую систему в ИИ — пока никто не знает. Кроме того, в процессе обучения наш мозг не только изменяет силу связей между нейронами, но и в принципе способен трансформировать топологию сети: обрывать одни связи между нейронами и проращивать новые — в науке этот процесс называют взрослением. Искусственные нейроны такого пока не умеют.
Несмотря на то что мы все еще многого не понимаем, нейрофизиология сегодня является ценнейшим источником информации для разработчиков систем ИИ, так же как она была для них вдохновением больше полувека назад. Внедрение свойств мозга в искусственные системы уже не раз давало толчок развитию систем ИИ и сделает это еще не раз, потому что сложность и эффективность устройства человеческого мозга все еще намного превосходят наши нейроморфные системы. Нам предстоит еще много циклов внедрения в наши интеллектуальные системы все более тонких и сложных идей, которые природа разработала в процессе эволюционного развития мозга.
Возможно, уже в обозримом будущем нейроморфные системы позволят ускорить прогресс в области искусственного интеллекта. Следить за новостями из мира ИИ можно на научно-просветительской платформе Homo Science, где об этом и многом другом рассказывают научные журналисты, ученые и блогеры, обладающие нужными знаниями.
Реклама: ЧУ «Центр коммуникаций», ИНН 9705152344
Человеческий мозг: как он работает?
Человеческий мозг считается самым сложным объектом во Вселенной. Он отвечает за все, что вы делаете, думаете, чувствуете и говорите — за то, что делает вас тем, кто вы есть, и позволяет заниматься повседневными делами.
- Вы знали…?
- Чем на самом деле занимается ваш мозг?
- Как работает ваш мозг
- Серое и белое вещество — почему это важно
Мозг среднего взрослого человека имеет размер средней цветной капусты.
Мозг среднего взрослого человека содержит около 100 миллиардов клеток головного мозга. Каждый подключен примерно к 1000 других. Это 100 триллионов подключений.
Мозг составляет около 2% от общей массы тела, но получает 20% нашего кровоснабжения и использует 20% нашего общего потребления калорий.
Если вам потребуется одна секунда, чтобы сосчитать каждую клетку мозга в одном мозгу, то для подсчета их всех потребуется более 3000 лет*.
[*источник: National Geographic]
Мой мозг — самое важное, что у меня есть, и я намерен заботиться о нем.
Ваш мозг выполняет три основные функции.
Управление бессознательными или «автоматическими» функциями, такими как сердцебиение, дыхание, пищеварение и контроль температуры тела.
- Управление вашими сознательными или «моторными» функциями, такими как движения, жестикуляция, равновесие, поза и речь.
- Мышление, эмоции, поведение и чувства (например, зрение, слух и осязание).
Это третья работа, которая нас особенно интересует, так как именно здесь проявляются ваши мыслительные способности.
Они позволяют нам взаимодействовать с окружающим миром. К ним относятся:
- память
- внимание к поставленным задачам
- рассуждения
- принятие решений
- решение проблем
- планирование и организация
- распознавание, например. лица, звуки и запахи
- понимание речи
- словарный запас и языковые навыки
- обучение.
Узнайте, как мы можем защитить наши мыслительные способности
Различные части вашего мозга выполняют разные функции.
Головной мозгГоловной мозг является самой крупной частью головного мозга и состоит из двух половин. Правая половина контролирует левую сторону тела, а левая половина – правую. Внешняя поверхность головного мозга известна как «кора головного мозга». Он сильно сложен для увеличения площади поверхности и с каждой стороны разделен на четыре области — лобную, теменную, височную и затылочную доли. Вместе они отвечают за мышление, поведение, движения, чувства, личность и чувства, такие как зрение и слух.
Верхняя часть секции
МозжечокМозжечок, расположенный над задней частью шеи, отвечает за координацию и равновесие.
Верх секции
Ствол головного мозгаСтвол головного мозга — это нижняя часть головного мозга, которая соединяется со спинным мозгом и контролирует бессознательные функции, включая дыхание, сердцебиение, пищеварение и контроль температуры.
Верх секции
Изображение предоставлено Macmillan Cancer Support
Ваш мозг содержит миллиарды мозговых клеток, называемых «нейронами». Каждая клетка мозга имеет тело клетки и аксоны. Тела клеток имеют сероватый цвет, поэтому они известны как «серое вещество» . Они контролируют все функции мозга.
Изображение предоставлено Центром когнитивного старения и когнитивной эпидемиологии (CCACE) Эдинбургского университета. Аксоны защищены жировой оболочкой, называемой миелином, которая действует как изоляция вокруг электрического провода. Миелин на вид беловатый, поэтому эти соединения известны как «9».0017 белое вещество ‘.
Отдельные аксоны объединяются в пучки, образуя коммуникационные пути в головном мозге. Они известны как « участков белого вещества », проиллюстрированные этим изображением.
Изображение предоставлено Центром когнитивного старения и когнитивной эпидемиологии (CCACE) Эдинбургского университета
В сером веществе тела клеток головного мозга генерируют информацию в виде электрических сигналов, а аксоны передают сигналы другим клеткам. Тракты белого вещества соединяют различные части коры головного мозга и другие структуры, обеспечивая связь через мозговую сеть.
Таким образом, информация передается вокруг самого головного мозга и, через спинной мозг и нервную систему, к любой другой части тела и от нее, т. е. мышцы, железы и органы чувств (глаза, уши, кожа, нос и язык).
продолжить чтение
Выражаем благодарность за эту страницу ученым из Центра когнитивного старения и когнитивной эпидемиологии Эдинбургского университета.
Определение, функция, строение и части
Обзор
Что такое мозг?
Ваш мозг является важным органом. Все ваши эмоции, ощущения, стремления и все, что делает вас неповторимой индивидуальностью, исходит из вашего мозга. Этот сложный орган выполняет множество функций. Он получает, обрабатывает и интерпретирует информацию. Ваш мозг также хранит воспоминания и контролирует ваши движения.
Ваш мозг является одним из компонентов вашей центральной нервной системы (ЦНС). Он соединяется с вашим спинным мозгом, другой частью вашей ЦНС.
Функция
Какова функция мозга?
Ваш мозг получает информацию от пяти органов чувств: зрения, обоняния, звука, осязания и вкуса. Ваш мозг также получает входные данные, включая прикосновение, вибрацию, боль и температуру, от остальной части вашего тела, а также вегетативные (непроизвольные) входные сигналы от ваших органов. Он интерпретирует эту информацию, чтобы вы могли понять и связать значение с тем, что происходит вокруг вас.
Ваш мозг позволяет:
- Мысли и решения.
- Воспоминания и эмоции.
- Движения (моторная функция), равновесие и координация.
- Восприятие различных ощущений, в том числе болевых.
- Автоматическое поведение, такое как дыхание, частота сердечных сокращений, сон и контроль температуры.
- Регуляция функции органов.
- Речевые и языковые функции.
- Реакция «бей или беги» (реакция на стресс).
Анатомия
Какие основные части головного мозга?
Структура вашего мозга сложна. Он состоит из трех основных разделов:
- Головной мозг : Ваш головной мозг интерпретирует образы, звуки и прикосновения. Он также регулирует эмоции, рассуждения и обучение. Ваш головной мозг составляет около 80% вашего мозга.
- Мозжечок : Мозжечок поддерживает равновесие, осанку, координацию и мелкую моторику. Он расположен в задней части вашего мозга.
- Ствол мозга : Ствол мозга регулирует многие автоматические функции организма. Вы не контролируете сознательно эти функции, такие как частота сердечных сокращений, дыхание, циклы сна и бодрствования и глотание. Ствол вашего мозга находится в нижней части вашего мозга. Он соединяет остальную часть вашего мозга со спинным мозгом.
Какие доли составляют ваш мозг?
Каждая сторона вашего мозга имеет разные доли (разделы). В то время как все доли работают вместе, чтобы обеспечить нормальное функционирование, каждая доля играет важную роль в некоторых конкретных функциях мозга и тела:
- Лобные доли : Лобные доли находятся в передней части вашего мозга, сразу за вашей лоб. Это самая большая доля, которая контролирует произвольные движения, речь и интеллект. Части ваших лобных долей, которые контролируют движение, называются первичной моторной корой или прецентральной извилиной. Части вашего мозга, которые играют важную роль в памяти, интеллекте и личности, включают префронтальную кору, а также многие другие области вашего мозга.
- Затылочные доли : Эти доли в задней части мозга позволяют замечать и интерпретировать визуальную информацию. Ваши затылочные доли контролируют то, как вы обрабатываете формы, цвета и движения.
- Теменные доли : Теменные доли находятся недалеко от центра вашего мозга. Они получают и интерпретируют сигналы от других частей вашего мозга. Эта часть вашего мозга интегрирует множество сенсорных сигналов, чтобы вы могли понимать свое окружение и состояние своего тела. Эта часть вашего мозга помогает придать смысл тому, что происходит вокруг вас.
- Височные доли : Эти части мозга находятся рядом с ушами с каждой стороны мозга. Височные доли играют важную роль в способности вспоминать слова или места, где вы были. Это также помогает вам узнавать людей, понимать язык и интерпретировать эмоции других людей.
- Лимбические доли: Лимбические доли расположены глубоко в средней части вашего мозга. Лимбическая доля является частью височной, теменной и лобной долей. Важные части вашей лимбической системы включают миндалевидное тело (наиболее известное тем, что регулирует вашу реакцию «дерись или беги») и гиппокамп (где вы храните кратковременные воспоминания).
- Островковые доли: Островковые доли располагаются глубоко в височной, теменной и лобной долях. Островковая доля участвует в обработке многих сенсорных входов, включая сенсорные и моторные входы, вегетативные входы, восприятие боли, восприятие того, что слышно, и общее восприятие тела (восприятие окружающей среды).
В чем разница между левым и правым полушариями мозга?
Головной мозг делится на две половины: левое и правое полушария. Две половины мозга соединены пучками нервных волокон (белым веществом), которые называются мозолистым телом. Правая сторона вашего головного мозга контролирует движение левой стороны вашего тела и наоборот.
Ваше левое полушарие часто является «доминирующим» полушарием, но это не относится ко всем. У большинства правшей обычно доминирует левое полушарие. У некоторых пациентов-левшей правое полушарие является доминирующим. Как правило, доминантное полушарие отвечает за вашу речь и языковые функции. Ваше недоминантное полушарие (у большинства людей это правое полушарие) отвечает за пространственное восприятие и обработку того, что вы видите.
Примерно у 1 из 10 правшей и примерно у 1 из 3 левшей доминирует правое полушарие. Это означает, что их речевые функции в основном сосредоточены в правом полушарии мозга. Во многих случаях это нормальный вариант, но у некоторых людей с опухолями головного мозга или эпилепсией доминирование может смещаться в результате процесса, называемого пластичностью мозга.
Какие кости и ткани защищают ваш мозг?
Мозг окружает костная структура, называемая черепом. Ваш череп является частью вашего черепа. Все кости вашего черепа защищают ваш мозг от травм.
Между вашим мозгом и черепом у вас есть три слоя ткани, называемые мозговыми оболочками:
- Твердая мозговая оболочка: Самый внешний слой выстилает весь ваш череп. Части твердой мозговой оболочки образуют складки, отделяющие правую половину мозга от левой.
- Паутинная оболочка: Средний слой мозговых оболочек представляет собой тонкий, хрупкий слой ткани, покрывающий весь мозг.
- Мягкая мозговая оболочка: Самый внутренний слой содержит кровеносные сосуды, которые проходят на поверхности вашего мозга.
Между тканью паутинной оболочки и мягкой мозговой оболочкой находится прозрачное вещество, называемое спинномозговой жидкостью (ЦСЖ). CSF также окружает ваш спинной мозг, который проходит через позвонки (кости вашего позвоночника). ЦСЖ смягчает и защищает эти жизненно важные органы нервной системы.
Что такое серое и белое вещество головного мозга?
Вещества, называемые серым и белым веществом, составляют вашу центральную нервную систему. В вашем мозгу серое вещество является самым внешним слоем. Он играет важную роль в вашей повседневной деятельности.
Белое вещество — это более глубокие ткани мозга. Он содержит нервные волокна, которые помогают вашему мозгу быстрее и эффективнее отправлять электрические нервные сигналы.
Какие нервы посылают сигналы в мозг и из него?
Ваш мозг содержит несколько типов нервов. Нервы передают сообщения, посылая электрические импульсы туда и обратно между вашим мозгом, органами и мышцами. Нервы в вашем мозгу называются черепными нервами. У вас есть 12 пар черепно-мозговых нервов, идущих от головного мозга к частям головы и лица. Эти нервы отвечают за определенные ощущения, такие как слух, вкус или зрение. Белое вещество – это пучки волокон, которые соединяют клетки головного мозга. Существует множество трактов белого вещества, которые соединяют одну область вашего мозга с другой, а также структуры глубоко в вашем мозгу. Эти тракты белого вещества могут также перемещаться к стволу головного мозга и спинному мозгу, чтобы информация могла передаваться из вашего мозга для связи с остальной частью вашего тела, а информация от вашего тела могла поступать в ваш мозг.
Какие еще части мозга отправляют и получают сигналы?
Хотя большинство клеток головного мозга находится на поверхности вашего мозга (называется серым веществом), а кабельная сеть (белое вещество) находится глубоко и соединяет различные части вашего мозга, есть некоторые ядра (скопление клеток мозга), которые находятся глубоко в вашем мозгу. мозг. К ним относятся:
- Таламус : Таламус представляет собой структуру, расположенную глубоко в головном мозге и над стволом мозга. Эту структуру иногда называют коммутатором центральной нервной системы. Он передает различную сенсорную информацию, такую как зрение, звук или осязание, в кору головного мозга от остального тела.
- Гипоталамус : Гипоталамус находится ниже таламуса. Он важен для регулирования различных гормональных функций, вегетативной функции, голода, жажды и сна. Ваш гипоталамус и гипофиз являются важными структурами, участвующими в контроле вашей гормональной системы.
- Гипофиз : Ваш гипофиз посылает гормоны в различные органы вашего тела.
- Базальные ганглии : Базальные ганглии — это группа ядер глубоко в головном мозге, играющая важную роль в управлении вашими движениями, включая обучение моторике и планирование.
- Ядра ствола мозга: В стволе головного мозга расположено несколько ядер, которые участвуют в различных функциях, включая клетки, дающие начало ряду важных черепно-мозговых нервов, нормальному сну, вегетативным функциям (дыхание и частота сердечных сокращений) и болевым ощущениям. .
- Ретикулярная формация: Ваша ретикулярная формация является частью ствола мозга и ядер таламуса. Это часть вашей ретикулярной активирующей системы (ядра плюс белое вещество, соединяющее эти ядра), которая находится в стволе мозга, гипоталамусе и таламусе. Ретикулярная активирующая система (РАС) опосредует ваш уровень осознания, сознания и концентрации. Они также помогают контролировать переходы от сна к бодрствованию и вегетативную функцию.
Сколько клеток мозга у человека?
Многие годы ученые считали, что человеческий мозг состоит из 100 миллиардов нервных клеток (нейронов). Сегодня мы знаем, что фактическое число приближается к 86 миллиардам.
Ваш мозг содержит два типа клеток:
- Нейроны отправляют и получают электрические нервные сигналы.
- Глиальные клетки помогают поддерживать работу мозга, образуют миелин (жировое защитное вещество, содержащееся в белом веществе) и обеспечивают питание мозга.
Как ваш мозг связан с выработкой гормонов?
Внутри вашего таламуса находится небольшая структура, называемая гипоталамусом. Ваш гипоталамус является частью вашей лимбической системы, которая контролирует ваши эмоции. Он посылает нервные сигналы в гипофиз. Это помогает контролировать такие функции, как:
- Аппетит.
- Температура тела.
- Эмоции.
- Производство гормонов.
- Циклы сна и бодрствования.
В вашем мозгу также есть шишковидная железа, которая выделяет гормон мелатонин. Мелатонин контролирует, как меланин придает коже пигмент. Мелатонин также играет роль в регулировании циклов сна и бодрствования.
Условия и расстройства
Какие состояния или расстройства могут повлиять на мозг?
Примерно каждый шестой человек страдает каким-либо заболеванием мозга. Существует много типов нарушений и состояний головного мозга, которые различаются по степени тяжести, в том числе:
- Болезнь Альцгеймера и слабоумие : Прогрессирующая потеря когнитивных (мозговых) функций, таких как память, способность решать проблемы или речь .
- Боковой амиотрофический склероз (БАС) : Нервно-мышечное заболевание, при котором происходит разрушение нервных клеток в головном мозге.
- Расстройство аутистического спектра (РАС) : Нарушение развития, которое может повлиять на вашу способность общаться, регулировать поведение или интерпретировать социальные сигналы.
- Опухоль головного мозга : Нерегулярная масса клеток, которая начинается в вашем мозгу и бесконтрольно растет.
- Эпилепсия : Расстройство головного мозга, при котором нарушается активность нервных клеток головного мозга, что приводит к судорогам.
- Болезнь Паркинсона : Прогрессирующее заболевание нервной системы, которое часто начинается с тремора (неконтролируемых сотрясений).
- Инсульт : Нарушение кровоснабжения головного мозга из-за закупорки или разрыва артерии (разрыва).
Можно ли родиться с заболеванием мозга?
Некоторые дети рождаются с заболеваниями головного мозга. Эти состояния могут быть вызваны наследственными состояниями, генетическими различиями или травмами в матке или при рождении.
Может ли травма головы вызвать заболевание головного мозга?
Травмы могут привести к повреждению головного мозга. Когда вы получаете удар по голове, вы можете получить черепно-мозговую травму (ЧМТ) или сотрясение мозга.
В редких случаях тяжелые травмы головного мозга могут привести к таким состояниям, как эпилепсия или слабоумие. Многие люди выздоравливают от сотрясения мозга или черепно-мозговой травмы. Повторные травмы головы могут привести к хронической травматической энцефалопатии (ХТЭ), состоянию, которое вызывает прогрессирующее ухудшение проблем с мышлением.
Забота
Какие советы помогут сохранить мозг здоровым?
Некоторые привычки образа жизни могут сохранить здоровье вашего мозга. Для поддержания здоровья мозга вы можете:
- Спать не менее семи-восьми часов каждую ночь.
- Упражнения последовательно.
- Употребляйте алкоголь только в умеренных количествах.
- Соблюдайте диету, богатую овощами, фруктами, цельнозерновыми продуктами, нежирным белком и полезными жирами.
- Репетируйте головоломки, такие как головоломки, кроссворды или поиск слов.
- Бросить курить.
Сильная социальная сеть также может улучшить здоровье вашего мозга. Здоровые отношения могут помочь уменьшить стресс, снизить кровяное давление и увеличить продолжительность жизни.
Что мне следует спросить у врача о здоровье моего мозга?
Вы также можете спросить своего лечащего врача:
- Какие признаки или симптомы указывают на то, что с моим мозгом что-то не так?
- Какие анализы мне нужно будет пройти для диагностики состояния или травмы головного мозга?
- Какие изменения в образе жизни мне следует внести, чтобы улучшить здоровье мозга?
Часто задаваемые вопросы
Сколько весит человеческий мозг?
Когда вы рождаетесь, ваш мозг весит около 1 фунта. В детстве ваш мозг вырастает примерно до 2 фунтов. Во взрослом возрасте ваш мозг весит от 2,7 до 3 фунтов, в зависимости от вашего пола и размера тела.
Когда перестает развиваться мозг?
Большая часть развития мозга происходит в период между рождением и подростковым возрастом. Но ваш мозг продолжает развиваться на протяжении всех 20 лет. Пик развития мозга обычно приходится на средний возраст.
Записка из клиники Кливленда
Ваш мозг является важным органом, который позволяет вам воспринимать окружающий мир и взаимодействовать с ним. Он получает и интерпретирует всю сенсорную информацию, с которой вы сталкиваетесь. Целый ряд условий может повлиять на ваш мозг. Вы можете поддерживать здоровье своего мозга, хорошо высыпаясь, соблюдая здоровую диету, занимаясь спортом и делая другой выбор в пользу здорового образа жизни. Если вы подозреваете, что у вас или у близкого человека есть симптомы, связанные с заболеванием головного мозга, поговорите с врачом.