Нейросети ответили на вопрос, почему мы видим сны

Окружающий нас мир полон загадок и самой таинственной из них являемся мы сами. Многое в человеческой природе по-прежнему вызывает вопросы.

Например, наука до сих пор не нашла определенного ответа на вопрос, почему мы видим сны. Психологи считают, что таким образом мозг упорядочивает информацию, полученную в течении дня. Нейрофизиологи утверждают, что ночные сновидения связаны со стремлением подсознания сообщить мозгу информацию об опасности или каком-то страхе.

Нейробиолог из Массачусетского университета Эрик Хоэл выдвинул иную гипотезу. В своей последней работе, опубликованной в открытом архиве arxiv.org, ученый объясняет механизм поведения с помощью нейросетей. Оказывается, что сны помогают мозгу справиться с явлением, знакомым каждому эксперту в области машинного обучения. Речь идет о так называемом "переобучении".

В процессе обучения нейросеть анализирует огромный массив данных. В нем встречаются как действительно важные, так и нерелевантные детали, не несущие вообще никакой значимой информации.

Этот механизм чем-то похож на суеверия, когда мы связываем между собой факты, в действительности не имеющие друг к другу никакого отношения. Например, фанаты баскетбола знают, что Майкл Джордан неизменно надевает шорты с логотипом Университета Северной Каролины под свою форму Chicago Bulls. Этот тот самый пример иррационального построения связей в нашем мозге. Есть много факторов, влияющих на результат игры и очевидно, что цвет шорт к ним никак не относится. Но Майклу Джордану, как видно, этого не докажешь.

Такое "переобучение" искусственного интеллекта — настоящий бич разработчиков. Поэтому они придумали много способов борьбы с багами. Самый распространенный — добавить шума в исходные данные, например, загрузить поврежденную информацию. Нейросеть начинает отвлекаться от "шум" и упускает из виду иррелевантные детали. Следовательно — не успевает выстроить между ними связь.

Такой же метод добавления шума использует и наш мозг для того, чтобы предотвратить процесс "переобучения" сознания, считает Хоэл. Этим шумом являются сны. Они помогают нейронам выстроить правильные связи и отбросить иррелевантные детали.

Благодаря снам мы выстраиваем логически верные обобщения, делаем выводы из пережитого опыта и усваиваем информацию, соотнося ее с уже имеющейся базой данных, а не со второстепенными деталями. И вот, анализируя данные, мозг посылает в сознание сигнал, что вы продули в игре из-за больной ноги, а не из-за носков красного цвета.

И, возможно, именно поэтому задачи, кажущиеся очень сложными в конце дня, легко решаются после ночного отдыха. Мозг переосмысливает связи между фактами, выстраивает правильные обобщения — и вуаля, оказывается, что ответ лежит на поверхности.

В то же время гипотеза Эрика Хоэла подтверждает еще одну опасность хронической бессонницы. Лишаясь возможности устранить баги, связанные с "переобучением", мозг оказывается переполнен иррелевантными связями и несущественными деталями. Мы все время совершаем одни и те же ошибки из-за того, что не можем сделать правильные обобщения. Так что, если в последнее время вы вдруг стали плевать через плечо и бояться всех черных кошек, возможно, вам просто нужно хорошенько выспаться.

Источник: https://www.discovermagazine.com/mind/how-artificial-neural-networks-paved-the-way-for-a-dramatic-new-theory-of