Воспитание Нейросетей - Осмоловский Вадим 2 стр.

Большое количество повторений

Для того, чтоб добиться устойчивого положительного результата, одного единственного стимула недостаточно. Да и пары тройки тоже вряд ли хватит. Только многократные повторения приводят к достоверно адекватному ответу сети. Это актуально как для искусственной сети, так и для человека.

Все навыки, которые человек приобретает в течение жизни подчиняются тем же правилам. И не имеет значения, говорим ли мы о чтении, математике или фигурном катании: везде процесс идентичен. Например, сев за руль автомобиля лишь однажды, наивно полагать, что этого хватит для полноценного вождения. Для уверенного управления машиной нужны часы и часы практики, пока мозг как следует не уяснит связи между стимулами, научится концентрироваться на важных и игнорировать второстепенные. Ведь последнее, что нужно в критической ситуации – это длительные размышления над тем, где педаль тормоза, а где сцепления. Перед тем, как водитель будет самостоятельно, без помощи инструктора, управлять автомобилем, навыки должны быть отточены до автоматизма. И ничем, кроме как повторением не добиться результата. Естественно, многое зависит от типа нервной системы, обучаемости или предварительного знакомства с азами вождения. Но в любом случае многократные итерации формируют анатомические изменения в мозгу, которые и позволяют пользоваться навыками вождения.

Хорошие новости заключаются в том, что можно маленькими шажками идти к результату не утруждая себя изнурительным трудом. Ведь все стимулы без исключения оставляют свой отпечаток на нейро-субстрате. Основное правило – постоянство. Эффект обязательно появится. Есть ряд исследований, подтверждающий, что, например, навык игры на фортепьяно прогрессирует гораздо быстрее, если учащийся играет по пятнадцать минут в день, пять дней в неделю, по сравнению с двумя часовыми занятиями. Частые кратковременные занятия получаются и проще для психики и занимают меньше времени при большем эффекте. Бесспорно, если обучение приносит удовольствие, то в таком состоянии нужно находиться чем больше, тем лучше. Ведь это самое продуктивное настроение с точки зрения и работоспособности, и плодотворности обучения. Если вам повезло попасть в так называемый поток, нужно в нем оставаться. Когда мозг захватывается увлекательной идеей, время летит незаметно и послевкусие от труда сугубо положительное.

Микродвижения кисти

Человека человеком отчасти сделал труд. И в первую очередь труд кистью руки. Необходимость захватывать и использовать орудия отодвинула большой палец руки, для успешной манипуляции различными мелкими предметами, послужила мощным толчком к развитию и увеличению нейро-субстрата, ответственного за движения руки. Любопытно и то, что участки в теменных долях больших полушарий, отвечающие за иннервацию и мелкую моторику руки, находятся рядом с центром Брока, ответственным за речь. Известно, что развивая кисть руки мы даем сильный стимул и развитию речи. Более того, если обратить внимание на эндокран(слепок внутри черепа) неандертальцев и Homo Sapiens, то мы обнаружим, что у наших непосредственных предков объем этих отделов более выражен. Косвенные признаки о разнице в строении речевого аппарата лишь подтверждают это предположение. В тоже время, это отражается и на следах культуры, таких как погребения, инструменты и оружие. Те останки, которые попали в руки исследователям и позволяют делать выводы, говорят, что и анатомически речевой аппарат у нас был более развит. К сожалению в современном мире комфорта на сцену выходят клавиатуры и тачскрины, которые успешно уничтожают потенциал тысячелетних адаптаций. И если еще десять лет назад в школе нужно было много писать от руки, то, к сожалению, сейчас такая необходимость уходит в прошлое. Осложняется еще все и тем, что тачскрин и джойстики стали массовым развлечением. Дети позабыли что такое лепить, шить, клеить. А ведь без этих, на первый взгляд, бесполезных занятий качество развития мозга может значительно пострадать.

Обездвиженность

Тело человека, это не изолированный объект в вакууме. Это встроенный в экосистему механизм, который очень активно с ней взаимодействует. По крайней мере это подразумевает конструкция. Однако, современная парадигма взглядов на место человека в мире переворачивает все с ног на голову. Странно, но в обществе считается правильным человека обездвижить и поместить в стерильные условия. При том, и это просто вне разумного объяснения, заявлять, что такое положение дел – наивысшее из всех возможных благ, за которое следует отдать все свое жизненное время сначала на учебе, а затем и на работе. А результат мы с вами знаем:

Первое место в мире по смертности занимают сердечно-сосудистые заболевания. Сердечно сосудистые заболевания – это, безусловно, трагедия, но вместе с кровеносной системой страдает и мозг. Связь заключается в том, что используя мышцы, человек кормит нервную систему. Ведь, нагружая тело физическими упражнениями, мы добиваемся следующих результатов:

1. Сердце повышает объем прокачиваемой крови за счет наращивания объема сердечной мышцы и растягивания предсердий и желудочков.

2. Ноги, будучи загруженными, снимают нагрузку с сердца и тем самым помогают его работе.

3. Увеличивается просвет сосудов, для прокачки большего количества крови за единицу времени.

4. Увеличивается эластичность стенок сосудов, что предотвращает проблемы с повышенным давлением в более зрелом возрасте.

И, как результат, значительно улучшается питание мозга. А больше еды – больше клеток. И это все без упоминания, что движения добавляют необходимости роста нервного субстрата, для научения сложным двигательным комплексам. Занимательным является тот факт, что интенсивная мышечная активность стимулирует выработку гликогена, который в свою очередь является непосредственным питанием для мозга.

Выводы

Подводя итог следует кратко перечислить выводы, которые позволят вывести развитие на качественно новый уровень.

1. Развитие напрямую зависит от той информации, которая попадает в наш мозг.

2. Когнитивный шум значительно снижает возможности к обучению. Следует его исключить, везде, где это возможно.

3. Организм Homo Sapiens скроен таким образом, что его потенциал раскрывается в конкретных условиях, которые подразумевают определенную нагрузку.

4. В процессе развития, помимо роста мышц и костей, растут и нервные клетки. Любые события и информация оставляют свой неизгладимый отпечаток на нашем сером веществе.

5. Производительность нервной системы напрямую зависит от тех данных, которые мы используем. И если нет ощутимого результата, прежде всего нужно перепроверить данные. Та ли у них структура и способ подачи, который должен давать нужные результаты. Данные необходимо подгонять под конкретного человека. Например, если не развились нейро группы ответственные за алфавит, не переходить к следующей фазе со слогами.

6. Большое количество повторений. С одного раза результата ожидать не приходится. Для появления нейро связей требуется время. После демонстрации новой информации нужно дать возможность нервным клеткам ее усвоить и сформировать анатомические структуры.

Когнитивный Потенциал

Когнитивные способности вкупе с интеллектом – одна из самых впечатляющих особенностей человека, ставящая на недостижимую ступень по сравнению с другими представителями животного мира. Речь, способность к манипуляции предметами и использовании их как инструментов, решение математических задач – все это почти недоступно для животных. Есть исключения, когда четвероногие могут передавать друг другу информацию и обучать потомство техникам добычи пищи, но, тем не менее, нигде даже близко не выходит подобраться к успехам двуногих.

Формулировка

Когнитивный потенциал – способность к обработке, запоминанию и передаче информации. Чем он выше, тем успешнее индивидуум или группа в целом (если мы рассматриваем групповой когнитивный потенциал) манипулируют информацией о существующей реальности. Когнитивный потенциал зависит от врожденных и приобретенных способностей, хотя граница тут несколько условна. Без генетически детерминированного нейро-субстрата невозможно добиться положительного результата развития. Но и с некачественными информационными потоками, даже с врожденными способностями, несколько неосмотрительно надеяться на успех. Вероятно следует сделать уточнение, что с точки зрения отбора, цель деятельности должна заключаться в повышении вероятности выживания. В конце концов какой смысл очень хорошо знать физику ускорения вселенной, если грозит смерть от голода. Хотя и приоритезация значимости информационных потоков тоже является одной из интеллектуальных способностей.

Как так вышло, что Homo Sapiens смог вскарабкаться по лестнице отбора и добился таких результатов? В научном сообществе ряд теорий, которые часто дополняют друг друга. Первое, и, на мой взгляд, важнейшее качество человека это его относительная физическая слабость. Будучи безоружным от природы, и желая выжить, прямоходящий примат должен был проявить фантастическую сообразительность. Ведь природа не наградила оружием, нужно его изобрести. На эту тему много спекуляций, но по одной из теорий, выходя в саванну, человеку ничего не оставалось, как защищаться бросанием камней. Может так случилось, что один из камней был острым, рассек шкуру хищника и у нашего предка щелкнуло “Ага! камень с острым краем работает как коготь или клык”. Отбирая острые камни можно было обратить внимание на то, что камни одного типа встречаются чаще. А умение их заточить вывело на совершенно новый уровень. Конечно, эти события проходили не за день и не за два. Кто знает, сколько экспериментов закончились плачевно и были преданы забвению. Но тем не менее, эта успешная стратегия вела по пути исследования материалов и их использования, тем самым развивая ум. Ведь нужно проводить большое количество исследований, чтоб узнать, какие материалы годятся а какие нет. Нужно помнить их свойства, их местонахождение. Так же следует развивать кисть, чтоб правильно держать заготовку, правильно и прицельно бить по ней, добиваясь нужной формы. Все это – новые и новые нейроны и синапсы. Ведь качество изготовления инструментов и оружия влияет на выживаемость группы по сравнения с конкурентами. Помимо приобретения навыков, нужно же их передать соплеменникам. Ведь если ускорить производство, объяснив сородичам, как правильно работать, это даст фантастическое подспорье как в охоте и борьбе с хищниками, так победить в стычках с соседями.

Если сравнивать с другими зверями, то у представителей рода Homo нет ни огромных клыков, ни когтей, ни рогов. Более того, палеонтология нам говорит, что клыки были редуцированы очень давно. Причем, необходимо отметить, что величина клыков напрямую коррелирует с структурой группы и половым поведением. У горилл клыки выполняют роль как устрашения, так и оружия в битве, тогда как эти животные травоядные с гаремной системой половых отношений. В их случае отбор благоприятствует самому агрессивному. Получается, что наши ранние предки нащупали радикально другой путь развития, который благоприятствовал лишь самым мирным и безжалостно отбраковывал забияк. Небезынтересным является и тот факт, что агрессивное поведение – это более древняя стратегия, по сравнению с альтруистическим сдерживанием себя от гнева. С точки зрения анатомии, центры, отвечающие за агрессию находятся в отделах постарше, тогда как тормозные механизмы располагаются в более молодых. В связи с такими особенностями жизни в группе у людей должен быть рост коры больших полушарий и, однажды, когда женщины в группе поняли или почувствовали, что гораздо удобнее когда рядом менее агрессивные и более заботливые отцы, наши предки попали в ловушку положительной обратной связи. Выбирая добрых и преданных, вероятность выживания росла, тем самым стимулируя отбор уже среди и так добрых и преданных.

Помимо торможения агрессии нужна и мотивация сдерживаться. Ведь, согласитесь, сложно остановить себя, когда хочется дать волю гневу, не понимая, для чего такие усилия. В краткосрочной перспективе абсолютно не ясно, почему не стоит разбить обидчику нос. Но с другой стороны, лишняя склока – вероятность травм и увечий. Да и если в группе нет согласия, то и выживаемость всего коллектива ставится под сомнение. Особенно если соседями являются более слаженные племена конкурентов, которые, к слову, постоянно пытаются вытеснить из ареала обитания. Поэтому необходимо тщательно взвешивать, какие последствия могут быть у каждой новой ссоры. А раз возникает спрос на предсказание будущего, то нужны и инструменты. И опять кора больших полушарий взваливает на себя эту ношу. Не полностью, много еще осталось на уровне инстинктов, но все же влияние невозможно переоценить. И чем дальше в будущее смотреть и предсказывать, тем больше нейро-ресурсов нужно задействовать. Так мы подбираемся к одному из важнейших определений, а именно:

Уровень развития нервной системы – это способность организма описывать реальность в пространстве и времени. И чем ближе субъективная реальность к объективной, тем выше эта величина. Это значит, что от качества описания реальности зависит принятие решений влияющих на жизнедеятельность, как отдельного организма, так и группы в целом.

Эволюционно это закреплено различными механизмами, в том числе при помощи эмоций. На одном полюсе – фрустрация, сильная негативная эмоция связанная с тем, что прогноз действий не совпал с ожидаемым результатом. Вполне логично, что следует наказать за безответственную трату драгоценных ресурсов. Ведь в условиях дефицита, эта прямая угроза выживанию, когда большое количество энергии и времени было потрачено зря. Оставить в живых отбору следует только тех, кто об этом сожалел, остальных – на свалку. И как результат, фрустрация не дает нам баловать. Пережив такие события несколько раз, мы начинаем более тщательно прогнозировать и планировать свою деятельность, дабы избежать негативного сценария в будущем. Помимо кнута, эволюция наградила нас и пряником. Приятные переживания настигают нас, когда наш прогноз оказался точным. В этом случае эволюция решила оставить тех из нас, которые с упоением радуются своим успехам в точном прогнозировании.

В развитии когнитивного потенциала немаловажную роль сыграло и то, что человек всеяден и не занимает определенную нишу. Это в свою очередь приводит к тому, что ребенок, родившись в условиях неопределенности вынужден научиться выживать. Врожденного пище-добывающего поведения то нет, как например у теленка, которому не нужно учиться добывать траву. И поскольку условия всегда разные, то нужен механизм, с одной стороны передачи огромного количества информации родителями, а с другой – способности ее усвоить. Часто взрослые завидуют пытливости и любопытству молодых, не отдавая отчет, что это эволюция распорядилась закрепить успех выживаемости Homo с помощью генетически детерминированного голода знаний.

Следует учесть, что тех информационных технологий, доступных нам сейчас, не было. Все, чем располагал наш предок, это собственный мозг да речевой аппарат в придачу. Ведь если нет возможности разгрузить память с помощью бумаги, то приходится все хранить внутри черепной коробки. Именно поэтому мы так тяготеет к стихам и музыке. Ведь гораздо проще запомнить информацию, которая имеет определенный ритм, чем хаотичный поток. Нейроны, которые отвечают за музыкальную гармонию, по всей видимости, появились у нас очень давно и выполняют функцию помощи в усвоении больших объемов информации.