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Sobre inteligência: como uma nova compreensão do cérebro levará à criação de máquinas verdadeiramente inteligentes
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Capa
Autor Jeff Hawkins e Sandra Blakeslee
País Estados Unidos
Língua inglês
Sujeito Psicologia
Editor Times Books
Data de publicação
 2004
Tipo de mídia Brochura
Páginas 272
ISBN 0-8050-7456-2
OCLC 55510125
612,8 / 2 22
Classe LC QP376 .H294 2004

Sobre inteligência: como uma nova compreensão do cérebro levará à criação de máquinas verdadeiramente inteligentes é Jeff Hawkins de 2004com Sandra Blakeslee . O livro explica ateoria de estrutura de previsão de memória de Hawkinsdo cérebro e descreve algumas de suas consequências.

A teoria

Artigo principal: Estrutura de previsão de memória

A ideia básica de Hawkins é que o cérebro é um mecanismo para prever o futuro, especificamente, as regiões hierárquicas do cérebro prevêem suas futuras sequências de entrada. Talvez nem sempre seja longe no futuro, mas longe o suficiente para ser realmente útil para um organismo. Como tal, o cérebro é uma ração para a frente hierárquica máquina de estado com propriedades especiais que permitem que a aprender .

A máquina de estado realmente controla o comportamento do organismo. Por ser uma máquina de estado de feed forward , a máquina responde a eventos futuros previstos a partir de dados anteriores.

A hierarquia é capaz de memorizar sequências frequentemente observadas ( módulos cognitivos ) de padrões e desenvolver representações invariáveis. Níveis mais altos da hierarquia cortical predizem o futuro em uma escala de tempo mais longa ou em uma faixa mais ampla de estímulos sensoriais. Os níveis mais baixos interpretam ou controlam domínios limitados de experiência ou sistemas sensoriais ou efetores. As conexões dos estados de nível superior predispõem algumas transições selecionadas nas máquinas de estado de nível inferior.

A aprendizagem Hebbian faz parte da estrutura, na qual o evento de aprendizagem altera fisicamente neurônios e conexões, conforme ocorre a aprendizagem.

A formulação de Vernon Mountcastle de uma coluna cortical é um elemento básico da estrutura. Hawkins dá ênfase especial ao papel das interconexões das colunas de pares e à ativação das colunas como um todo. Ele sugere fortemente que uma coluna é a representação física do córtex de um estado em uma máquina de estados.

Como engenheiro, qualquer falha específica em encontrar uma ocorrência natural de algum processo em sua estrutura não sinaliza uma falha na estrutura de predição de memória em si , mas apenas sinaliza que o processo natural executou a decomposição funcional de Hawkins de uma forma diferente e inesperada forma, visto que a motivação de Hawkins é criar máquinas inteligentes . Por exemplo, para os propósitos de sua estrutura, os impulsos nervosos podem ser tomados para formar uma sequência temporal (mas a codificação de fase poderia ser uma implementação possível de tal sequência; esses detalhes são irrelevantes para a estrutura).

Predições da teoria da estrutura de predição de memória

Suas previsões usam o sistema visual como um protótipo para algumas previsões de exemplo, como as previsões 2, 8, 10 e 11. Outras previsões citam o sistema auditivo (previsões 1, 3, 4 e 7).

  • Um apêndice de 11 previsões testáveis, começando na página 237:

Atividade neural aprimorada em antecipação a um evento sensorial

1. Em todas as áreas do córtex , Hawkins (2004) prevê "devemos encontrar células antecipatórias ", células que disparam em antecipação a um evento sensorial .

Nota: a partir de 2005, neurônios-espelho dispararam antes de um evento antecipado.

Previsão espacialmente específica

2. No córtex sensorial primário , Hawkins prevê, por exemplo, "devemos encontrar células antecipatórias em ou perto de V1 , em um local preciso no campo visual (a cena)". Foi determinado experimentalmente, por exemplo, após mapear a posição angular de alguns objetos no campo visual, haverá uma correspondência um-a-um das células na cena com as posições angulares desses objetos. Hawkins prevê que, quando as características de uma cena visual são conhecidas em uma memória, as células de antecipação devem disparar antes que os objetos reais sejam vistos na cena.

A previsão deve parar de se propagar na coluna cortical nas camadas 2 e 3

3. Nas camadas 2 e 3, a atividade preditiva (disparo neural) deve parar de se propagar em células específicas, correspondendo a uma previsão específica. Hawkins não descarta células antecipatórias nas camadas 4 e 5.

"Células de nomes" nas camadas 2 e 3 devem se conectar preferencialmente às células da camada 6 do córtex

4. Sequências aprendidas de disparos compreendem uma representação de invariantes temporalmente constantes . Hawkins chama as células que disparam nesta sequência de "células de nome". Hawkins sugere que essas células de nome estão na camada 2, fisicamente adjacentes à camada 1. Hawkins não descarta a existência de células da camada 3 com dendritos na camada 1, que podem funcionar como células de nome .

"Células de nomes" devem permanecer LIGADAS durante uma sequência aprendida

5. Por definição, um invariante temporalmente constante estará ativo durante uma sequência aprendida. Hawkins postula que essas células permanecerão ativas durante a sequência aprendida, mesmo se o restante da coluna cortical estiver mudando de estado. Como não sabemos a codificação da sequência, ainda não sabemos a definição de ON ou ativo ; Hawkins sugere que o padrão ON pode ser tão simples quanto um AND simultâneo (isto é, as células de nome "acendem" simultaneamente) em uma matriz de células de nome.

Consulte Conjunto neural # Codificação para neurônios avó que executam esse tipo de função.

"Células de exceção" devem permanecer DESLIGADAS durante uma sequência aprendida

6. A nova previsão de Hawkins é que certas células são inibidas durante uma sequência aprendida. Uma classe de células nas camadas 2 e 3 NÃO deve disparar durante uma sequência aprendida; os axônios dessas "células de exceção" devem disparar apenas se uma previsão local estiver falhando . Isso evita inundar o cérebro com as sensações usuais, deixando apenas exceções para o pós-processamento.

"Células de exceção" devem propagar eventos imprevistos

7. Se ocorrer um evento incomum (a sequência aprendida falha), as "células de exceção" devem disparar, propagando-se na hierarquia cortical até o hipocampo , o repositório de novas memórias.

"Células Aha!" Devem desencadear atividade preditiva

8. Hawkins prevê uma cascata de previsões, quando ocorre o reconhecimento, propagando-se pela coluna cortical (com cada sacada do olho sobre uma cena aprendida, por exemplo).

As células piramidais devem detectar coincidências de atividade sináptica em dendritos finos

9. As células piramidais devem ser capazes de detectar eventos coincidentes em dendritos finos , mesmo para um neurônio com milhares de sinapses . Hawkins postula uma janela temporal (presumindo o disparo codificado no tempo) que é necessária para que sua teoria permaneça viável.

As representações aprendidas descem na hierarquia cortical, com treinamento

10. Hawkins postula, por exemplo, que se o nível inferotemporal (IT) aprendeu uma sequência, eventualmente as células em V4 também aprenderão a sequência.

"Células de nome" existem em todas as regiões do córtex

11. Hawkins prevê que "células de nome" serão encontradas em todas as regiões do córtex.

Veja também

Referências

links externos

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