Просмотр полной версии : Как нейронные сети мозга кодируются в генах?
Я по специальности программист и довольно много занимался нейронными сетями. Меня интересует процесс кодирования нейронных сетей мозга генами.
Многие нейронные сети в мозгу животных/человека уже сформированны на момент рождения - поскольку у новорожденных животных и человека уже существует множество программ поведения.
Для того, чтобы описать (или закодировать) нейронную сеть, нужно для каждого нейрона перечислить все нейроны, к которым подсоединен его выход, и а так же коеффицент усиления в каждой связи.
Интересно, как образуются нейронные сети в мозгу зародыша: вначале нейроны просто делятся, а когда их уже много, то они начинают создавать связи друг с другом или каждый новый нейрон сразу же подсоединяется к тем уже существующим нейронам, с которыми должен быть связан?
Известны ли гены (или группы генов), которые кодируют определенные нейронные сети в мозгу?
Например, могут ли сейчас ученые проследить развитие у зародыша нейронной сети, имеющей отношение к речи, и найти, какие гены "включаются" при создании этой сети?
для сравнения можно было бы сказать, что раз по телевизору идут одни и теже каналы, а по ним транслируют одни и теже передачи, то где-то в недрах телевизора прошиты новости и погода.
приведеный вывод попадает в категорию наиболее правдоподобных объяснений, которые однако без проверки могут оказаться ложными, а само явление иметь другое, более замысловатое объяснение.
часть нейронов к моменту рождения уже установили синаптические связи, а большая часть их возникает после рождения на основании взаимодейсвтия нейронов, активирующихся в процессе специфической деятельности. если говорить о связах, которые имеются на момент рождения, то я не уверен, что сам момент выхода из утробы для нейронных связей является неким водоразделом: до и после. как известно, эмбрион ведет себя активно и внутри матери.
предлагаю другую идею: связей между нейронами изначально нет. да и сами нейроны появлются не сразу после зачатия. как только начинают образовываться нейроны, какая-то их часть устанавляивает между собой связи. это регулируется также как развиваются все другие органы тела.
Насчет телевизора мы знаем, что он получает информацию извне. Насчет животных (млекопитающих) - до рождения они не могут получать, скажем, зрительную информацию из окружающего мира. И все же новорожденный теленок отличит маму-корову от волка. Для того, чтобы научиться распознавать хищников, ему не нужно с ними встречаться - нейронная сеть, ответственная за это, уже существует в его мозгу. А это значит, что она закодирована в ДНК - больше вроде негде.
Животные рождаются с готовыми и хорошо отточенными программами поведения. Пчелы при жизни не учатся собирать мед - они с рождения это умеют. Человек в этом плане сильно отличается от остальных животных - его программы поведения в большенстве своем формируются после рождения и поэтому они гораздо более гибкие, чем у животных. В сущности, это одно из основных отличий человека от животных - он рождается "раньше, чем надо", когда его программы еще не готовы, и они формируются, взаимодействуя с окружающей средой - вот почему человек такой гибкий.
Я интересуюсь, известно ли современной науке, как кодируются нейронные сети в генах, или никаких данных на этот счет нет.
я бы мог детально обьяснить как формируется вся нервная система включая мозг ..да и весь организм и как и где все это закодированно
но для начала обьясните мне как работает компьютер
давно мечтаю понять
Давайте по очереди, немножко мы о Вам компьютере, Вы нам о мозге, так и будем продвигаться.
Начинайте, с интересом почитаю -люблю учиться.:)
VPolevoj
06.02.2010, 16:42
Уж больно мне это напоминает одну из моделей средневековых представлений, когда из глаз выходили невидимые щупальца, осязали пространство и таким образом имевший глаза мог составлять представление о творящемся вокруг него.
Это, между прочим, не какие-то там "средневековые представления", а мысли Рене Декарта (1596-1650). Конечно они звучат наивно. Даже наша преподавательница по философии, когда рассказывала об этом, посмеивалась и выражала интонацией сарказм. Но нужно понимать, что в то время знания о физиологии человека и животных практически отсутствовали. И Декарт оформлял свои представления как умел.
"Декарт полагал, что при воздействии раздражения на орган чувств натягиваются нервные нити, идущие к мозгу, и открывают расположенные на внутренней поверхности мозга отверстия, через которые выходят находящиеся в мозговых желудочках «животные духи». Последние, подобно частицам пламени, проходят по нервам и втекают в мышцы, вызывая их сокращение. Декарт считал, что некоторые реакции человека, например отдергивание ноги от огня, происходят соответственно описанному им механизму. Произвольные же движения человека зависят, по Декарту, от наличия в теле души, которая имеет свое местопребывание в верхнем мозговом придатке — эпифизе."
А теперь возьмем для сравнения теорию нервизма, идеи о главенствующей роли центральной нервной системы в регуляции всех функций и физиологических процессов в организме животных и человека, которая была введена в научный обиход И.Павловым в 1883 году и которая актуальна до сих пор.
Если эту теорию пересказать простыми словами, то получается так.
Из мозга выходят в разные стороны "нити", по которым от органов чувств идут сигналы, которые, замыкаясь в центре, образуют (рефлекторные) дуги, и по исходящим каналам идут к мышцам вызывая их сокращения. Так работает нервная система.
И это СОВРЕМЕННЫЕ представления!
И чем же они отличаются от тех, что придумал для себя Декарт?
никакой современной модели мозга и не существует ....
существуют представления людей которые работают в этой области
существуют популярные книги написание которых научной цели не преследуют
при этом каждый специалист работает в своей области ...из тех отходов научного процесса которые мы получаем в виде каких то сенсационных заметок вряд ли можно сформировать представление которое бы тянуло на состояниие" я понимаю"
попробуйте проштудировать 10 разных учебников по нейрофизиологии
для того чтобы просто разобраться с этими знаниями вам понадобится еще 100 учебников ...у нас нет на это время ..за то у нас есть время
на развлечение на этом форуме:)
никакой современной модели мозга и не существует ...
Странно это слышать.....возможно, Вы пропустили девятый месидж в этой теме.
Там и картинки есть.
по моему Вы смайлики забыли поставить
VPolevoj
09.02.2010, 14:04
неэтолог, в который раз убеждаюсь в твоем умении задавать "неудобные" вопросы. :)
Вопрос, на чём именно базируется функция памяти, является открытым и пожалуй одним из самых больных для современной науки. Современные знания как физиологии мозга, так и кибернетики-информатики, настолько широки и глубоки, что, казалось бы, уже не должно оставаться никаких неясных моментов. Ан, нет! Есть еще, оказывается, такие места, откуда наши исследователи стыдливо отворачивают свои глаза.
По этому вопросу (как и по поводу "современной модели мозга") существуют лишь различные теории (гипотезы), взгляды и представления (тут Sonta прав) - одной общей и непротиворечивой теории, которая бы всех устраивала и которая бы всё объясняла, нет.
Господствующая парадигма базируется на так называемой "интегративной деятельности нейронов", о чем видимо тебе пытался намекнуть Sher своими картинками. Она основывается на представлении о работе нейронов, как об своеобразном интеграторе, который собирает сигналы со входов (у нейрона множество дендритов, а синапсов - контактов - на них много тысяч) и, если порог возбуждения будет превышен, выдает разряд на один единственный выход - аксон. Так по современным представлениям работает нейрон. Именно так его моделируют, и именно на основе подобных моделей строят так называемые нейронные сети и нейрокомпьютеры. Так что, в некотором смысле, это соответствует правде.
Но это далеко не вся правда.
Проводились например такие опыты на планариях. Несколько планарий (это такие плоские черви) обучали каким-то навыкам. Потом их убивали, изготавливали из них фарш и скармливали другим планариям, которые обучение не проходили. После подобного акта каннибализма многие откушавшие планарии стали обладать знаниями тех, кого они съели. Стали выяснять что же могло стать носителем информации при подобном переносе знаний. Оказалось что ими были молекулы РНК. :eek:
Еще одной базовой теорией является теория о функциональной организации работы мозга. Суть её сводится к тому, что разные функции локализованы в разных отделах мозга. Это подтверждается в частности нарушениями вызванными повреждением различных участков мозга при травмах или кровоизлияниях. Кроме того проводились опыты по прямому раздражению различных участков мозга. Так были открыты зрительная зона, слуховая, зона Брока, сенсо-моторная и др. Многие исследователи тратили свое время в поисках различных "центров", так например, был открыт "центр удовольствий".
Но и эта теория не является полной.
Известны люди у которых было повреждено очень много отделов мозга, но которые не только нормально существовали, но еще и делали открытия, как например Луи Пастер.
Я читал диссертацию "Роль височных областей коры в нормальной и патологической деятельности мозга" автор Щербаков Виталий Иванович (кстати, если у кого есть возможность заказать её оцифровку, сделайте бога ради - не дайте пропасть этому труду, а то сам автор не желает публиковать эти свои результаты). Ими использовался метод холодового выключения коры головного мозга. Это когда под череп вживляются капсулы через которые можно пропускать воду любой заданной температуры. Кора головного мозга перестает работать при температуре уже 20-22 градуса по Цельсию. После восстановления нормальной температуры все функции восстанавливались. Этот метод позволяет изучать функции отдельных зон мозга без их разрушения.
Опыты проводились на кошках. (Все кошки прошедшие эксперимент доживали свои дни по домам у различных сотрудников.) Охлаждением определенных участков мозга у них вызывали эпилептические припадки или "болезнь движения" - так называемая "морская болезнь" проявляющаяся при укачивании, и другие нарушения.
Так вот, после нескольких экспериментов с одной и той же кошкой у неё эти симптомы сначала снижались, а затем и вовсе исчезали. И никакое охлаждение уже не вызывало нужных патологий. Стали разбираться. Выяснилось, что функциональные зоны отвечающие за данное проявление переместились на другое место, скажем в теменную область. При длительном и многократном охлаждении уже её, зона перемещалась на новое место, скажем в лобную область и т.д. То есть по сути дела было открыто, что функциональная привязка к конкретным зонам мозга может изменятся. И что никакой жесткой привязанности нет.
И т.д. Можно приводить и приводить факты и работы, которые свидетельствуют о неполноте современных знаний о мозге. Но, повторюсь, единой общей для всех теории мозга пока не существует.
Видимо мы ещё не знаем чего-то существенного, такого, что позволит нам создать подобную теорию.
VPolevoj
09.02.2010, 14:57
автор имеет исключительное право решать в каком виде и где будет размещено его произведение. если Щербаков не хочет печать на бумаге, но не прочь распространить все произведение, то попросите у него файл, мы поможем разместить его в Сети, у нас может быть. или он сам это может сделать на блоге. в противном случае мы поступаем как пираты и портим отношение с человеком, к работам которого же призываем прислушаться.
Мне, честное слово, неудобно.
http://nnspu.ru/staff/sherbakov.php
Диссертация старого образца: напечатана на пишущей машинке, с вклеенными фотографиями. Естественно никакой цифровой копии её не существует и в помине. Да и сам автор вряд ли захочет это сделать.
Нежелание его публиковать результаты именно этой своей работы я связываю с тем, что там затронуты области, которые до сих пор еще не разрабатывались как нашими, так и тамошними учеными, такие как например "болезнь движения" и не всё видимо пока защищено патентами. Да и сам примененный метод "холодового отключения" по крайней мере в таком виде был применен впервые, и далеко еще себя не исчерпал. Но кто об этом знает?
Есть правда работы и публикации его учеников и просто связанные с этими исследованиями работы, но это всё "капля в море".
По поводу авторских прав.
Я не собираюсь публиковать эту работу (тем более, что сам автор этого не хочет). Но, насколько я знаю, все диссертации являются публикациями, которые находятся в свободном доступе, и любой желающий может с ними ознакомится. Для этого они и существуют. Так что, знакомиться с уже защищенной диссертацией преступлением не является.
Если я не прав, то поправьте меня. Тема важная.
Подводя этоги этой дискуссии - не только не известно, как нейронные сети кодируются в генах, но незвестно даже, работает ли мозг, как нейронная сеть.
Просто, насколько понимаю, вся этология построена на том, что "программы поведения" животных и человека определены генами.
Некоторые гены, ответственные за то или иное поведение животных, известны. Скажем, известен ген, отвечающий за то, что пчелы затыкают воском ячейки с детвой.
Но как этот ген формирует ту структуру в мозгу пчелы, которая ответственна за это действие, никому не известно.
Очень жаль.
Тогда, как мне кажется, возможности развития этологии, как точной науки, сильно ограничены.
я бы мог детально обьяснить как формируется вся нервная система включая мозг ..да и весь организм и как и где все это закодированно
Поясните, пожалуйста. Например, известна ли группа генов, кодирующая ту структуру в мозге, которая ответственна за речь? Каков размер речевой структуры в мозгу? Сколько нейронов? И сколькими генами они закодированы? И как в процессе развития эмбриона запускаются эти гены и строится речевая структура? (Например, каждый ген ответственен за один нейрон? или как?)
но для начала обьясните мне как работает компьютер
давно мечтаю понять
Упрощенно.
У компьютера есть три (совершенно отдельные) основные части:
1. Процессор.
2. Память.
3. Устройства ввода/вывода.
Допустим, вы открыли окно Микрософт Ворд и печатаете текст.
Тогда где-то в памяти компьютера выделено место для программы "Ворд".
Это место разделено на две части.
В первой части, которая неизменна, находится сама программа (которая была туда загружена с жестского диска).
Во второй части находятся все данные, которые изменяются программой, например, текст, который вы набрали, цвет шрифта, размер букв и любая другая текущая информация.
Память компьютера - как текст, это просто список "строк" одинаковой длины. Каждая строка имеет "адрес". По данному адресу можно либо получить содержимое строки памяти, либо записать в эту строку свою информацию.
В каждый момент времени процессор считывает из памяти, где записана программа, одну "строчку" (называемую инструкцией), исполняет ее и переходит на следующую инструкцию (или "прыгает" в другое место программы).
Есть несколько видов таких инструкций:
1. Пойти в память по такому-то адресу и считать оттуда то, что там есть.
2. То же самое - только не считать, а записать свою информацию.
3. "Прыгнуть" в другое место программы - по новому адресу.
4. If: проверить некое условие - если оно верно, прыгнуть по одному адресу, если не верно - по другому. Условие - математическая формула, например: if x > 2 - то есть, если в памяти сидит число больше двух, то...
Устройства ввода/вывода - это та же память, просто отдельная. Когда нужно что-нибудь нарисовать на дисплее, процессор пишет информацию в память дисплея. И тогда некое другое устройство высвечивает на дисплее точки нужного цвета в нужном месте.
Вот так, очень грубо конечно, работает компьютер.
ничего Вы не поняли. вообще
Можно поконкретнее?
VPolevoj
09.02.2010, 21:44
Подводя этоги этой дискуссии - не только не известно, как нейронные сети кодируются в генах, но незвестно даже, работает ли мозг, как нейронная сеть.
Leo, Мозг безусловно работает как нейронная сеть. Успехи в проектировании нейрокомпьютеров свидетельствуют об этом вполне определенно. Но по всей видимости, работа мозга не заключается лишь в работе нейронной сети - а вот это пока не то чтобы не известно, но до конца не определено. И вполне может быть, что когда это станет известно окончательно, этот новый открывшийся фактор окажется более значимым в работе мозга, чем нейронные сети. Но может оказаться и так, что новые данные лишь незначительно изменят существующую модель. Все может быть.
Просто, насколько понимаю, вся этология построена на том, что "программы поведения" животных и человека определены генами.
Этология изучает поведение.
И стоит на позиции, что поведение - это такой же видоспецифический признак, как и окраска, физиология, образ жизни и прочее. И поэтому считается, что поведение и человека и животных определяется генами, пусть не всё, а лишь то, которое не является приобретенным. А вот тут как раз и возникают споры и разногласия. Что, например у человека, является врожденным поведением, а что приобретенным? Отделить одно от другого бывает очень сложно, поэтому этология вынуждена изучать поведение всё, даже то, которое не определено генами.
Некоторые гены, ответственные за то или иное поведение животных, известны. Но как этот ген формирует ту структуру в мозгу, которая ответственна за это действие, никому не известно.
Очень жаль.
Наверное вы правы.:(
Это действительно не известно. Так же, как сейчас не известно как именно гены формируют скажем сердце, или печень, лимфатическую, или кровеносную систему, а ведь они тоже "структура".
Над этим вопросом бьются, и делают открытия. И когда это станет известно, поверьте, мы все об этом обязательно узнаем, так как это будет означать слишком многое, скажем, возможность выращивать новые органы, лечение некоторых функциональных болезней и т.д. Такое открытие не пройдет незамеченным.
Тогда, как мне кажется, возможности развития этологии, как точной науки, сильно ограничены.
Этология очень молодая наука. Но несмотря на это, она уже принесла очень существенные плоды. Были открыты такие явления как инсайт, импринтинг, сделано разделение поведения на инстинктивное и приобретенное, изучены формы группового (социального) поведения. Благодаря этологии мы очень многое узнали о себе, и я думаю, еще много чего узнаем.
Видов животных очень много (а человек представлен всего одним видом) - поэтому изучать их поведение можно практически до бесконечности. И открытий у этологии впереди великое множество.
Но вот ждать от этологии объяснений как именно гены формируют ту или иную структуру мозга не стоит - этология этого не будет делать никогда, даже когда остальные науки уже будут в этом разбираться.
Мы же с вами (поскольку мы не все этологи) вполне можем это обсудить. Мне лично данная тема интересна, и другим, я думаю, тоже. :)
VPolevoj
10.02.2010, 10:13
Много раз краем уха слышал о проектировании нейрокомпьютеров. Не представлю себе что это такое, хотел бы узнать подробнее.
Если такой компьютер будет создан (проектировать-то я тоже умею, а вот создать.......с этим у меня прАМблемки.......) мы сможем наконец без оглядки использовать лексикон компьютерщиков и проводить аналогии с компьютерами и программами разглагольствую о мозгах и мыслЯх в них?
Не знаю, есть ли на этом форуме специалисты по нейрокомпьютерам... спросите. Я не специалист.
Но, насколько я знаю, уже есть свободно распространяемые (или легкодоступные) программы для проектирования нейрокомпьютеров. Нейрокомпьютеры не обязательно создавать, их работу можно эмулировать на своем домашнем компьютере запустив обычную программу. Попробуйте гугл. Или найдите профильный форум.
гены не кодируют нейронную сеть.
более того, не понятно, что Вы называете кодированием нейронной сети в отношении мозга.
где данные, которые бы подтверждали это?
нет никаких врожденных программ у животных аналогичных программному коду на компьютерах.
термин момент рождения не конкретен, поскольку эмбрион еще в утробе реагирует на сигналы.
нет. потому что это неправильно поставленный вопрос, который сформулирован так из-за неправильного понимания принципов развития организма. и его отличия от компьютера.
нейрон это клетка. они размножаются также как и все клетки тела. по мере своей активности они устанавливают связи между собой. топографически случайно, без какого-то контроля со стороны генов. установление связей в нейронах мозга это самонастраивающийся и самооптимизирующийся процесс. который по определению не может быть детерминирован наследственно. если вы блокируете часть мозга со сформированным участком обработки какой-то информации, через некоторое время возникает подобный центр в другой части мозга.
нет. потому что этого нет в природе.
****
пример: нормальная дикая окраска кошки в полоску. но нет гена, который бы контролировал появление плосок как таковых. есть ген, который отвечает за выработку меланина, черного пигмента. а полоски это эффект от распределения меланина вдоль волоска. сам процесс распределения пигмента зависит не только от наличия гена, но и от его взаимодействия с другими генами, от температуры, гормонов и прочих факторов среды.
Извините, но мне кажется, что вы просто придираетесь к моим словам.
Я хотел сказать вот что: у ребенка - когда он родился и когда еще в животе тоже - уже в мозгу есть сформировавшиеся нейронные сети. Потому что он, как вы верно заметили, реагирует на сигналы. Как построились эти сети? очевидно, что в ДНК есть информация, которая определяет строение этих сетей - (гены). Структура у нейронной сети строго определена, значит должны быть гены, по которым она строится.
Вы правы в том, что полоски у кошки и любая другая структура в организме зависит не только от генов, но и от температуры, гормонов, питания и проч.
Но у всех новорожденных детей сходные нейронные сети в могу, "питаются" они одинаково, температура тоже одинаковая. Различны только ДНК. У ребенка шимпанзе другие нейронные сети на момент рождения потому, что ДНК другая, а не из-за еды и температуры.
Вы пишите: "Установление связей в нейронах мозга это самонастраивающийся и самооптимизирующийся процесс".
Но этот процесс детерминирован ДНК.
Так же можно сказать, что установка операционной системы в компьютере - тоже "самонастраивающийся и самооптимизирующийся процесс". Но он полностью детерминирован информацией, имеющейся на инсталяционном диске системы.
Где еще может храниться информация о том, как соединяются нейроны мозга? В хромосомах, митохондриях, белках, уже имеющихся в яйцеклетке, белках, поступающих к эмбриону от матери. Кажется, это всё.
люди, о чем вы думаете? как вы думаете?
в статье написано, что "39% различий в показателях ученые отнесли к генетическим эффектам"
там есть слова "нейронные сети"? там вообще объяснен механизм распознавание? там объяснено влияние предполагаемого генетического эффекта на распознавание?
давайте на основании этой статьи скажем, что у нас в мозгу есть генетически детерминированный набор лиц и поэтому близнецы его опознают? вы абсурд то хоть чувствуете?
честно говоря я не понимаю куда вас все время несет? гены и врожденные программы это гламурно? это объясняет ВСЕ? и хочется в двух словах ВСЕ объяснить? в то время как даже нет понимания как домашняя кошка выражает агрессию? или зачем в гнезде у аиста лишняя самка?
когда владелец собаки похож на своего пса это генетически детерминировано? когда жена и муж в один момент говорят одну и туже фразу это генетически детерминировано?
люди, сделайте над собой усилие, разберитесь в азах. не засоряйте эфир.
Зря вы так кипятитесь. Информация не берется из ниоткуда. Вы правы, новорожденный ребенок не многое может, чтобы распознавать лица ему нужно вначале их понаблюдать.
Но.
Сколько бы крокодил лиц людей не наблюдал - вряд ли научится распознавать.
Вывод: у новорожденного ребенка в мозгу уже готовый аппарат для "обучения распознавания лиц" и для "обучения всему, что умеет взрослый человек".
Такая формулировка вам больше подходит?
Итак: откуда мозг новорожденного ребенка, который не контактировал с внешним миром, умеет "обучаться всему человеческому"?
Назовите это, как хотите - нейронный сети, программы - суть в том, что новорожденный мозг - очень организованная машина, в которой уже очень многое заложено.
Как оно туда заложилось? Откуда взялась информация?
Очевидно, что только из ДНК - больше не откуда.
Вывод: ДНК кодирует (или если это слово вам не нравится, то: программирует или просто определяет) структуру мозга еще до того, как человек попадает в наш мир.
leo,
не подобные ли статьи натолкнули Вас на стартовый вопрос этой темы?
http://www.generation5.org/content/2000/nn_ga.asp
http://www.cs.bgu.ac.il/~omri/NNUGA/
Ну вы уж совсем обо мне плохого мнения.
Я закончил степень магистра по прикладной математике в области machine learning (конкретно: statistical learning). Нейронными сетями тоже занимался.
Да, сейчас используются эволюционные алгоритмы оптимизации.
Например, эволюционные алгоритмы, которые "создают" компьютерную программу, оптимально решающюю некую задачу.
И еще например, эволюционные алгоритмы, оптимизирующие нейронную сеть.
Задается числовое кодирование нейронной сети - ее "генетический код".
Затем код изменяется случайно, потом полученные новые нейронные сети решают задачу, отбираются те, что решают ее лучше.
По-другому эти алгоритмы называют "генетическими".
Всё это существует уже лет десять.
Поэтому и интересно было бы узнать, как кодируются нейронные сети в генах.
У меня создается впечатление, что ученые, изучающие мозг, далеки от компьютерных наук, а жаль - и там, и там обработка информации, оптимизация, теория автоматов и т.д.
Leo!для рассмотрения нашей темы возьмем некоторый организм имеющий нервную систему а так же орган который мы называем головным мозгом ...и допустим что в этом мозге имеется некоторая организация клеток которую мы называем нейроной сетью (НС)
как я понимаю Ваш вопрос заключается в том ,чтобы проследить за тем как возникает НС в мозге организма следующего покаления и что в этой организации нейронов родителя и потомка общего а чем они могут и по какой причине отличаться
я постараюсь сознательно избегать в моих постах таких понятий как :
информация (совершенно не понимаю значения этого слова применительно к биологии и не только:) )
программа (чтобы не возникало никаких аналогий с компьютером)
генетический код(просто потому что слово код подразумевает непонятную мне информацию)
Пожалуй начнем:)
Любой живой организм (ЖО) представляет из себя цикл организации материи.
В ЖО нет совершенно отдельных элементов , т.е. любой ЖО тесно связан на разных этапах своего развития ,размножения и деградации с другими ЖО, и другими не биологическими условиями окружающей среды, в разной степени влияния .
учитывая сложность вопроса ,и возможные дискуссионные моменты ,даже при максимальном упрощении рассчитываю уложиться в пару сотен постов
Наберитесь терпения :)
тема следующего поста "ДНК или проблемма игольного ушка"
К вышесказанному добавлю, что изучение генов, которые экспрессируются в клетках нервной системы идет полным ходом. Известно, что около 50-60% всех генов, учавствуют в формировании НС и половина из них мозгоспецифична. Известны конкретные гены, которые кодируют белки участвующие в конкретных функциях НС. В целом, если покопаться, то думаю можно найти много информации на эту тему.
Leo!для рассмотрения нашей темы возьмем некоторый организм имеющий нервную систему а так же орган который мы называем головным мозгом ...и допустим что в этом мозге имеется некоторая организация клеток которую мы называем нейроной сетью (НС)
как я понимаю Ваш вопрос заключается в том ,чтобы проследить за тем как возникает НС в мозге организма следующего покаления и что в этой организации нейронов родителя и потомка общего а чем они могут и по какой причине отличаться
я постараюсь сознательно избегать в моих постах таких понятий как :
информация (совершенно не понимаю значения этого слова применительно к биологии и не только:) )
программа (чтобы не возникало никаких аналогий с компьютером)
генетический код(просто потому что слово код подразумевает непонятную мне информацию)
Пожалуй начнем:)
Любой живой организм (ЖО) представляет из себя цикл организации материи.
В ЖО нет совершенно отдельных элементов , т.е. любой ЖО тесно связан на разных этапах своего развития ,размножения и деградации с другими ЖО, и другими не биологическими условиями окружающей среды, в разной степени влияния .
учитывая сложность вопроса ,и возможные дискуссионные моменты ,даже при максимальном упрощении рассчитываю уложиться в пару сотен постов
Наберитесь терпения :)
тема следующего поста "ДНК или проблемма игольного ушка"
Сонта, спасибо за ответ!
С удовольствием почитаю последующие Ваши посты.
Но вот только мне кажется, что такой подход, что вы намеренно избегаете понятий из информатики и "компьютерного мира" - немного странен.
Понятно, что в любой науке свои методы. Но мне кажется, что развивать одну область науки и при этом сознательно избегать достижений в других областях науки - несколько странно.
Теория информации разработана уже полвека назад, так же, как и теория автоматов ("программ"). Жаль, что биологи мало со всем этим знакомы.
Представьте себе такую ситуацию: физик пытается описывать движение, при этом сознательно избегая математических понятий.
Гены, белки, клетки, мозг - во всех этих системах происходит передача и обработка информации, каждой из этих систем соответствует множество алгоритмов (более подходящее слово, чем "программа"). ДНК - это точно такой же код, как и код в компьютере, только кодируется 4-мя буквами, а не 2-мя. Разработано множество алгоритмов роста и развития нейронных сетей. В том числе и генетически закодированных нейронных сетей. Зачем игнорировать все это?
Зачем избегать аналогий с компьютером, когда как раз-таки и нужно использовать эту аналогию! Аналогии - один из инструментов познания. Мне кажется, Sher как раз прав, пытаясь объяснить мозг с помощью компьютерных аналогий.
leo,
каждая дисциплина ограничена своими методами исследования оптимально подобранными для данной области исследований. в этологии нет необходимости изучать строение мозга как таковое. это область неврологии, анатомии, биологии развития, физиологии нервной деятельности и т.д. Этология изучает поведение биологических видов вцелом и для данной дисциплины даже поведение одной отдельно взятой особи не представлятеся ни интересным, ни репрезентативным.
о том, как мозг устроен, как он развивается и как он действует, на сегодня нет. из наиболее конкретного и компактного изложения можно посоветовать
Н. Г. Андреева.
Д. К. Обухов.
ЭВОЛЮЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПОЗВОНОЧНЫХ.
Санкт-Петербург 1999.
(эту и другие ссылки искать через google)
там, вчастности, честно написано:
по поводу конкретно того, как и когда устанавливаются связи между нейронами, там написано:
Ваш стартовый вопрос включает в себя некие аксимы, которые Вы сами предложили без досточного на то обоснования. нейронные сети не формируются под контролем генов. это означает, что нейроны, как клетки, растут под контролем гормональных процессов, которые в свою очередь направляются генетическим контролем. но связи между енйронами устанавливаются как результат взаимодействия соседних нейронов при поступлении на них сигнала.
можно проветси такую грубую компьютерную аналогию. говорить, что нейронная сеть сформирована на момент рождения потому что там есть "врожденные программы" (некорректный, но расхожий термин) это все равно, что говорить, что винчестер до установки ОС уже содержит программы. при этом не только делать вид, что они уже там есть, но и сразу спрашивать какие, провоцируя таким образом отвечающего на спекуляции (ну там записано уже то-то и то-то...).
топология нейронной сети мозга складывается во время развития организма, внутриутробного и после рождения. изначально даже нельзя определить момент, что считать моментом "прожига" нейронной сети.
когда человек идет в гастроном или в кино, в каком-тос мысле это тоже контролируется генами. и сердцебиение контролируется генами, елси уж на то пойти. но в биологии под генным контролем понимается непосредственная выработка того или иного белка, а не эффекты, возникающие через много шагов после этого. например, у человека нет нескольких генов и в итоге у него нарушен метаболизм фенилаланина. еще дальше ему ставят диагноз олигофрения (такой же диагноз моно поставить и по другим причинам, это не единственная). в итоге стереотипно у такого человека будет жена не супермодель, карьера так себе, вцелом никакая, двойки-тройки в школе и насмешки со стороны однокласников. первопричина генетическая, а все следствия можно напрямую этим оправдывать? были бы люди не столь эгоистичны, так и человеку с диагнозом олигофрения жилось бы проще.
о том, как взаимодействует наследственная информация в развивающемся организме под воздействием среды, и к каким эффектам это приводит читайте здесь:
М.А.Шишкин
ЭВОЛЮЦИЯ КАК ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
и
М.А.Шишкин
Закономерности эволюции онтогенеза
чтения мого. рассчитано оно не на новичка. постарайтесь не запутаться.
по поводу того, как якобы врожденные инстинкты формируются в онтогенезе много материалов лежит в библиотеке нашего сайта у Фридмана (http://www.ethology.ru/persons/?id=170)
в частности:
Современные представления об инстинкте
Про инстинктивное поведение шахматистов
Инстинкты (и почему их нет у человека)
Как птицы обучаются инстинктивному поведению
leo,
в принципе я это все повторяю уже третий раз. просто обратитие внимание на ключевые факты, не подгоняйте ответ под первоначальную формулировку вопроса.
Sher, я согласен с Вами, что этологи, естественно, не изучают строение мозга. Это не их работа.
И мне понятно, что нейронные сети не кодируются напрямую генами.
Также я понимаю, что нейронные сети формируются под влиянием сигналов, поступающих из окружающей среды. Например, нейронные сети, распознающие зрительные образы, формируются под воздействием сигналов, поступающих от нейронов, обрабатывающих более простые образы.
Если, например, новорожденное животное уже умеет распознавать линии и цветовые пятна (от рождения), то сигналы от нейронов, которые распознают линии и пятна позволяют формироваться связям между нейронами, которые распознают более сложные патерны, скажем, геометрические фигуры.
Но тот факт, что информация, записанная в ДНК, претерпевает изменения "по дороге", не означает, что ДНК не кодирует нейронные сети.
Кстати, до того, как в компьютер установленна первая программа, в нем уже есть "прошитая" программа - именно она и позволяет установить новые программы.
Так же, на мой взгляд, и у человека - когда новорожденный видит "первый луч света" - у него уже работает программа (сеть? алгоритм?), которая позволяет учиться.
Кстати, компьютер тоже не так прост - при установке программ, они не просто копируются с диска, а также запрашивают информацию из интернета и у пользователя, проверяют состояние внешних устройств и т.п. В зависимости от этого "формируется" установленная программа.
Вообще, я не хотел бы, чтобы нитка превращалась в спор - спасибо за советы прочесть книги и статьи, которые вы приводите, постараюсь...
Думаю, что в итоге настоящий прорыв в иследовании мозга смогут сделать высокие технологии, которые позволят следить за нейронами мозга массово. Например, подключиться к сотням тысяч нейронов одновременно и регистрировать их деятельность.
Вот такая фантазия пришла в голову: может быть, когда-нибудь удастся создать некий вирус, который попадал бы в нейроны и вырабатывал там определенный белок, который, скажем, мог бы реагировать на магнитное поле. Так, чтобы можно было бы принимать различный радиосигнал от каждого нейрона.
VPolevoj
12.02.2010, 17:05
А вот иллюстрация по теме:
"Как гены кодируют нейронные сети" (в данном случае путь блуждающего нерва).
http://evolbiol.ru/evidence10_files/eviden3.gif
Расположение четвертой ветви блуждающего нерва у неимеющей шеи акулы вполне рационально. У жирафа, унаследовавшего относительное расположение нервов и кровеносных сосудов от далеких рыбообразных предков, путь гомологичной ветви блуждающего нерва (=возвратного гортанного нерва, recurrent laryngeal nerve) потрясающе нелеп: "за семь верст киселя хлебать". Рисунок из книги Р. Докинза "The greatest show on earth".
Взято из книги "Доказательства эволюции"
http://evolbiol.ru/evidence04.htm
на этом форуме так распределились роли, что я противник идеи врожденных инстинктов, по крайней мере у человека. почему я это делаю? потому что каке-то врожденные формы поведения у человека, конечно, есть. но их мало, они маскируются воспитанием, культурой. но форумчане очень сильно преувеличивают значение этих врожденных форм поведения, чуть что " у нас есть такая программа" :)
конечно, человек не рождается табула расса. это тоже факт, а табула расса это другая крайность, противостоящая набору врожденных программ на все случаи жизни. правда находится на этом отрезке, ближе к точке табула расса, но не на ней.
когда новорожденный видит первый луч света, это не значит, что он до этого не владел зрением. зрение и участки его обработки в мозгу формируются еще в утробе. сам момент рождения в анализе развития поведения важен, но он не момент запуска форм поведения, это происходит раньше и нерожденный плод получает сигналы и обрабатывает их.
про биос я знаю :) по аналогии с компьютером я совершенно не знаю, есть ли что-то подобное у животных.
Мне кажется, нет смысла спорить, есть ли у человека врожденные инстинкты или нет. Человек рождается "раньше, чем надо" по сравнению с животными. То есть, очень многие его "программы" развиваются уже после рождения, тогда как, скажем, у обезьян они развиваются в утробе.
Но так или иначе, все программы развиваются в соответствии с генетическим кодом.
Так что лучше сформулировать вопрос иначе:
Насколько программы поведения взрослого человека кореллируют с его генами?
Намного ли меньше эта корреляция у обезьян?
Leo! так как я не разбираюсь в информатике прошу ответить на такой вопрос ;
Можно ли зашифровать блок информации записанной в какой либо знаковой системе так,чтобы в коде и в ключе вместе взятых было меньшее количество знаков,чем в шифруемом блоке ?
Ну вот Leo ,не хочет отвечать ,а я как дурак перечитываю 5-ю книгу по генетике(просто оторваться невозможно) ,чтобы доступно обьяснить ,что ДНК вообще не содержит информации:mad: точно так же как чередование нулей и единиц в компьютере без приложения к ним человеческой ДНК тоже никакой информации не несёт:)
Leo! так как я не разбираюсь в информатике прошу ответить на такой вопрос ;
Можно ли зашифровать блок информации записанной в какой либо знаковой системе так,чтобы в коде и в ключе вместе взятых было меньшее количество знаков,чем в шифруемом блоке ?
Сонта, извините, не совсем понял Ваш вопрос. Могли бы Вы выразить его немного конкретнее?
В общем случае число различных вариантов, которые Вы можете зашифровать, равно числу различных знаков в степени количества используемых знаков.
Например, если использовать 4 основания, а в ДНК их биллион, то число различных ДНК, которые можно создать, будет 4 в степени биллион.
Ну вот Leo ,не хочет отвечать ,а я как дурак перечитываю 5-ю книгу по генетике(просто оторваться невозможно) ,чтобы доступно обьяснить ,что ДНК вообще не содержит информации:mad: точно так же как чередование нулей и единиц в компьютере без приложения к ним человеческой ДНК тоже никакой информации не несёт:)
Сонта, извините, был занят не мог Вам ответить.
Любая информация имеет смысл только, когда она передается от источника к приемнику. Информация есть у системы, которая может находиться в различных состояних. Но нужно заранее знать, в каких состояних система МОЖЕТ находиться, а в каких нет.
Например. На ДВД диск влезает 4 МБ информации. Но, допустим, у меня дома имеется только два диска: один - с фильмом Чарли Чаплина, другой - с программой Microsoft Word.
Вы знаете, что у меня есть только эти два диска. Я даю Вам один из них дисков - Вы заранее не знаете, какой. Сколько информации я Вам передал? Правильно: один бит. После того, как Вы вставили мой диск в компьютер и увидели, что на нем - Чаплин или Ворд - у вас стало ровно на 1 бит информации больше, чем было до того.
То же самое с ДНК. Сколько информации закодировано в ней? Зависит от того, как вы эту информацию используете. Представьте популяцию слонов на острове Суматра. Зачат новый слон. Сколько информации содержится в его ДНК? Другими словами, если вы заполучите его ДНК - насколько у вас прибавится информации о популяции слонов (предположив, что вы знаете, кто его родители - у вас есть их ДНК)?
Для подсчета нужно знать количество всех возможныхз рекомбинаций хромосом родителей + всех возможных мутаций. И от этого числа взять логарифм по основанию 4. Думаю, получится большое число. То есть получив ДНК зачатого слоненка, вы получите много информации.
Представьте себе иной (гипотический) остров, где все слоны - клоны. У всех идентичная ДНК. Зачат новый слоненок. Сколько информации получите Вы, если возьмете его ДНК? Ноль бит. Потому что никакой новой информации его ДНК содержать не будет.
Теперь представьте себе планету, на которой живут все виды живых существ, как и на земле, но в каждом виде все существа - клоны. То есть, сто тысяч слонов - клонов, миллион волков - клонов, миллиард муравьев - клонов, и т. д.
Предположим, на этой планете зачалось некое новой живое существо. Сколько информации вы получите, если вам дадут ДНК этого нового существа?
Если предположить, что всего существует 200 миллионов различных видов, то на этой планете есть 200 миллионов различных ДНК. И если вы получите одну из них, вы получите log_2 (200 млн) = 28 бит!
То есть, в ДНК этого нового существа для вас будет всего лишь 28 бит информации!
ок ...:)можно еще вопрос? ...Сколько бит информации получает каждая из дочерних клеток от материнской при митозе?
Или вопрос принципиально не коректный?
ок ...:)можно еще вопрос? ...Сколько бит информации получает каждая из дочерних клеток от материнской при митозе?
Или вопрос принципиально не коректный?
В целом вопрос не корректный. Информация (дискретная) определяется следующим образом:
Пусть имеется некое множество событий Х = {x1, x2, ...} и распределение вероятностей на этом множестве: P(X) = {p (x1), p (x2), ...}
Пусть полученно некое событие x' по данному распределению вероятностей. Когда мы узнаем, что произошло событие x', то значит мы получили информацию I = -log (p (x')).
Без множеста событий с распределением вероятности на нем информация не имеет смысла.
То есть, для того, чтобы знать, сколько информации содержится в неком событии (скажем, в передаче ДНК), нужно знать все возможные события + распределение их вероятностей.
Если все события равновероятны, то информация от каждого будет максимальной. Если вероятности разных событий различны, больше информации будет у тех событий, которые наименее вероятны.
Например, если я вам скажу, что я поехал во Францию, заговорил на улице по-русски с первым встречным, и он меня понял - я передам вам гораздо больше информации, чем если скажу, что он меня не понял. Потому что во Франции мало, кто понимает русский, значит, если бы он меня не понял - эта реакция и так была бы предвидена вами, значит информации в этом случае мало.
В примере с клеткой тут вот, в чем дело. Если при митозе не случается мутаций, то существует только один вариант новой ДНК с вероятностью 1. Значит информация равна -log (1) = 0.
Но это только для внешнего наблюдателя. Дочерняя клетка ведь не имеет доступа к ДНК "материнской" клетки. Значит, нужно понять, сколько различных вариантов ДНК может "ожидать" дочерняя клетка и с какой вероятностью.
Если вы можете ответить на вопрос: "Сколько существует всевозможных различных ДНК, получив одну из которых, новая клетка сможет функционировать?", - то можно подсчитать информацию, полученную дочерней клеткой при митозе.
А вот было бы очень интересно подсчитать, сколько различных вариантов ДНК (хромосом) может возникнуть при мейозе и при оплодотворении. Если бы еще знать вероятность каждого варианта, можно было бы посчитать, сколько реальной генетической информации содержится в человеческой популяции.
Дочерняя клетка ведь не имеет доступа к ДНК "материнской" клетки. Значит, нужно понять, сколько различных вариантов ДНК может "ожидать" дочерняя клетка и с какой вероятностью.
Вот тут я не понял ...что значит дочерняя не имеет доступа к ДНК материнской...материнской больше нет ..есть только две дочернии.
Хромосомы дочерних клеток точные копии хромосом материнской
а вот клетка в целом уже не копия
будем считать что никаких мутаций нет
cамое интересное что и между собой две дочернии клетки тоже обычно не копии
А вот было бы очень интересно подсчитать, сколько различных вариантов ДНК (хромосом) может возникнуть при мейозе и при оплодотворении. Если бы еще знать вероятность каждого варианта, можно было бы посчитать, сколько реальной генетической информации содержится в человеческой популяции.
Leo,давайте сконцентрируемся на том что нам нужно понять как формируются нейронные сети ...т.е теоретически это может быть организм который размножается почкованием ... и никакого мейоза вообще нет
а мне нужно понять устройство и принцип работы прибора с помощью которого мы с Вами общаемся
и чем он отличается от телеграфа
Leo,давайте сконцентрируемся на том что нам нужно понять как формируются нейронные сети ...т.е теоретически это может быть организм который размножается почкованием ... и никакого мейоза вообще нет
а мне нужно понять устройство и принцип работы прибора с помощью которого мы с Вами общаемся
и чем он отличается от телеграфа
Мне казалось, что дискуссия уже давно ушла в сторону.
Если Вы о нейронных сетях - в Википедии есть базовый материал по ним.
Нейронные сети могут формироваться очень по-разному. Как я понимаю, в мозгу вначале есть некое количество не связанных друг с другом нейронов, потом уже образовываются связи.
Связи между нейронами определяют программу (или функцию), которую будет выполнять сеть. Поэтому связи должны быть очень точными и определенными. И образовываться в соответствие с информацией, записанной в генах.
Еще нужно учесть, что для начального функционирования нейронная сеть уже должна быть организована. Потом она может совершенствоваться в процессе функционирования, но в начале некая базовая организация должна существовать.
Мне казалось, что дискуссия уже давно ушла в сторону.
Если Вы о нейронных сетях - в Википедии есть базовый материал по ним.
Нейронные сети могут формироваться очень по-разному. Как я понимаю, в мозгу вначале есть некое количество не связанных друг с другом нейронов, потом уже образовываются связи.
Связи между нейронами определяют программу (или функцию), которую будет выполнять сеть. Поэтому связи должны быть очень точными и определенными. И образовываться в соответствие с информацией, записанной в генах.
Еще нужно учесть, что для начального функционирования нейронная сеть уже должна быть организована. Потом она может совершенствоваться в процессе функционирования, но в начале некая базовая организация должна существовать.
я думал Вам интересно узнать механизмы ...
а заодно избавиться от заблуждений...
в генах нет информации
нейроная сеть функционирует еще до того как она организованна
т.е. не собрали и заработало ,а работа и есть процесс сборки
новая нейроная сеть может сформироваться только при условии контроля со стороны уже сформировавшейся сети
и самое главное нет никакого начала:)
и еще забыл
в мозге ни на одном этапе развития организма не бывает не связанных между собой нейронов
Смысл не вопрос :)
разве не делали открытий в экспериментах ради любопытства
по принципу а что получится если
проблемма в том ,что Leo ,как мне кажется(возможно я и не прав)
стал бы высчитывать информацию Хартли,а это не правильно для живых организмов
а смысл? есть алфавит. сколько можно получить вариантов книг, если переставлять буквы произвольным порядком? больше, чем объектов во всей вселенной.
Это не совсем одно и то же. Нужно сказать так: "Сколько можно получить вариантов книг (не более определенного объема), если использовать только существующие в словарях слова, и чтобы не нарушались правила грамматики?".
Ведь я не призываю произвольным образом менять основания в ДНК, а считать только те ДНК, которые могут образоваться из существующих в результате рекомбинаций и мутаций.
Согласитесь, это число гораздо меньше, а если взять от него логарифм, то получется число вовсе не большое.
Зато это и будет истинное количество используемой информациив ДНК человека.
Кстати, с книгами: текст книги можно сжать (программой ZIP) до 10% от первоначального объема. Если учитывать только слова из словаря и правила шрамматики, тексты можно будет сжимать до 0.1%.
Вернемся к нейронным сетям.
Рассмотрим сеть, которая должна распознавать человеческие лица. Такие сети (искусственные) давно созданны программистами и хорошо изучены. И широко используются.
Предположим, что подобная сеть есть где-то в мозгу человека.
Устроена она примерно следующим образом.
У нее есть несколько слоев. Первый слой - входной. Каждый из входных нейронов "загорается" при наличии в картинке лица некоего признака. Скажем первый нейрон горит, если длинный нос, второй - если короткий, третий - если голубые глаза, и т.п.
Эти нейроны получают сигнал от внешних нейронов (не относящихся к нашей сети).
Думаю, 300 входных нейронов (т.у. 300 признаков) должно хватить для качественного распознавания лиц.
Выходной слой сети содержит нейроны, каждый из которых горит, если он распознал конкретное лицо. Первый горит, если распознал Сталина, второй - Пушкина, третий - дядю Васю.
Если ни один из внешних нейронов не горит, значит, лицо не распознано сетью. Если горят сразу несколько - значит, однозначного ответа сеть дать не может.
Слои между входным и выходным - промежуточные. Каждый обрабатывает информацию, выданную предыдущим слоем. В искусственных сетях распознавания лиц внутренних слоев бывает 3-5.
Внутренние слои находят некие абстрактные совокупные черты. Например, второй слой, получив набор черт лица от первого, может решить, восточное ли оно, детское ли, женское и т.п. и это решение передать в следующий слой.
Итак, входных нейронов столько, сколько признаков лица, выходных - сколько лиц нам знакомо.
Если сеть совершенствуется и появляются новые признаки (скажем, мы начинаем использовать цвет волос), то добавляется входной нейрон. Если мы встречаем новое лицо, которое хотим запомнить, добавляется выходной нейрон.
Алгоритмов обучения такой сети известно несколько. Например, алгоритм обратного распространения ошибки. Преподносится лицо. Сеть обрабатывает его и выдает ответ. Вычисляется ошибка - разница между лицом и тем, что выдала сеть. Эта разница вносится как поправка в предыдущий слой. Затем оттуда в еще предыдущий слой и так до входного слоя.
в ДНК есть молчащие участки. нужно ли их учитывать?
мутации бывают нескольких типов. участок может полностью исчезнуть или повториться, две хромосомы могут срастись (два тома в одной обложке). большинтсов мутаций накапливаются и никак не проявляются. тоже, считать ли их информацией? несколько генов отвечают за один признак или, напротив, ген контролирует нечто простое, как выработка черного пигмента, а эффект в фенотипе огромный, как полоски у кота.
так что, как обычно, абстрактно ставить такую задачу нельзя. нужно определиться, какую информацию хочется посчитать.
*******
апру лет назад был на форуме один математик, который опубликовал в журнале Энтропия статью, в которой без всякого экспериментального подтверждения постулировал некий черный ящик, способствующий целенаправленной эволюции. и отталкивался он от того, что число возможных комбинаций в ДНК просто демоническое :)
Вот, не уверен, что аксиома Вашего математика правильная.
Кстати, у меня возник еще один вопрос (он у меня возник уже очень давно, но теперь предоставилась возможность обсудить).
Посвещаю ему отдельную тему "Алгоритм рекомбинаций".
Кстати, с книгами: текст книги можно сжать (программой ZIP):eek:
А еще текст книги можно сжать напечатав ее (на бумаге) более мелким шрифтом:confused:
А самое оптимальное сжимание текста книги -это адрес файла
а еще рааскажите мне сказки про то что, у информации есть количественный смысл
извините..:mad: куда то не туда меня понесло ...
поверил Ломоносову ,что математика ум в порядок приводит
Алгоритмов обучения такой сети известно несколько. Например, алгоритм обратного распространения ошибки. Преподносится лицо. Сеть обрабатывает его и выдает ответ. Вычисляется ошибка - разница между лицом и тем, что выдала сеть. Эта разница вносится как поправка в предыдущий слой. Затем оттуда в еще предыдущий слой и так до входного слоя.
Leo, а можно уточнить,поправки вносятся автоматически?
Сеть самообучаемая?
Возможно не совсем по теме ..про распознавание лиц...у нас в Германии есть закон запрещающий носить маски...в том смысле если мне вдруг без всякого на то основания захочется прогуляться по улице в маске ..пдойдет полицейский и оштрафует...так же женщинам запрещено носить паранжу
Leo, а можно уточнить,поправки вносятся автоматически?
Сеть самообучаемая?
Что Вы имеете в виду под "автоматически"?
Сеть - это learning system (обучающаяся система).
Учитель может быть человеком или компьютерной программой - это не важно.
Обучение происходит так. Имеется training set, который состоит из векторов признаков (то есть, ввода) и требуемого вывода для каждого ввода.
Например, training set может включать 100 портретов + имя того, кто на портрете. В сеть вводится вектор признаков, например: (1, 1, 0, 1, 0, 0, ...) - (есть длинной нос, есть борода, нет двойного подбородка, есть сросшиеся брови, нет волос, нет раскосых глаз, ...) и ответ + "Федя Петров".
Сеть запускается с данным вводом и выдает результат: (0, 0, 1, 0, 0, 0, ..., 0), то есть (не Сталин, не Ленин, да Федя Петров, не сосед напротив, не Коля с водокачки, ...).
Это правильный результат, ошибка = 0.
Если сеть выдаст, например: (0, 0, 0, 1, 0, 0, ...) = (не Сталин, не Ленин, не Федя Петров, да сосед напротив, не Коля с водокачки, ...), то есть ошибка.
Ошибка равна разности векторов : (0, 0, 1, 0, 0, ...) - (0, 0, 0, 1, 0, ...) = (0, 0, 1, -1, 0, ...).
С помощью этой ошибки корректируются коэффиценты нейронов предпоследнего слоя. То есть, нейрон, который выдал 1 там, где должен был быть 0, корректируется. И второй нейрон, который выдал 0 там, где должна была быть 1.
Потом считается ошибка в предыдущем слое и т.д. наверх.
Всё это можно, естественно, производить автоматически - приготовьте 100 портретов, для каждого приготовьте вектор признаков и вводите их с помощью программы в сеть и изменяйте коэффиценты нейронов с помощью программы.
У человека это тоже автоматически - вы идете с женой по улице, она показывает вам на проходящего мимо незнакомого мужчину и говорит: "Это Ермаков. Он мне вчера сказал, что у меня красивые глаза".
Ваша сеть распознавания лиц быстренько добавляет один выходной нейрон, который будет выдавать Ермакова. Потом в сеть вводится вектор признаков лица Ермакова. Сеть выдает ответ: Петров и Сидоров - потому что эти ваши приятели немного походи на Ермакова.
Вы вычисляете ошибку и меняете коэфиценты нейронов так, чтобы Петров с Сидоровым не выдавали Ермакова, а Ермаков не выдавал их.
Русский vBulletin v3.5.1, Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод сделал zCarot