Вадим Осмоловский - Воспитание Нейросетей

Математика учит многому. Во-первых, нужно подумать над подходом, и повертеть задачу, глядя на нее с разных сторон. А это и есть не что иное, как выделение важных признаков из хаоса реальности для понимания конкретной проблемы. Во-вторых, процесс решения заставляет формировать цепочку логических связей и выводить одно из другого. Нужно совершить большое количество последовательных действий, прежде чем удастся получить ответ. Как побочный эффект, формируется навык конструирования причинно-следственных связей. В-третьих, нужно держать в памяти всю цепочку действий и умозаключений. А часто таких цепочек или ветвлений может быть несколько. Это положительно сказывается на развитии и кратковременной, и долговременной типов памяти.

Без знаний математики невозможно изучать статистику, а именно статистика – основной предмет понимания работы нейросетей и интеллектуальной деятельности в целом. И если интеллект в общем, это способность выделять значимые характеристики реальности. Математика отвечает этим требованиям как нельзя лучше. Как правило задача представлена абстрактно и выделение необходимых ключевых зацепок для ее решения – основная способность, определяющая успех решения.

Еще одно величайшее изобретение человечества. А может и эволюционный побочный продукт. Благодаря музыке передается огромное количество байт информации за единицу времени, и, самое важное, передаются эмоции. Кратко, эмоция – это общий, генетически опосредованный ответ организма на ситуативные стимулы. Рассуждать, что эмоции определены генами нам позволяет тот факт, что все мы чувствуем гнев, радость, злость и другие переживания. Ситуации, при которых мы получаем такие эмоциональные впечатления, плюс-минус одинаковые, но и реакции организма тоже как под копирку. Музыка позволяет погрузить человека в субъективное эмоциональное переживание без необходимости находиться в реальной ситуации. И только представьте, сколько нужно задействовать нервных клеток, чтоб поместить человека в виртуальную реальность, которая возникла в его воображении при прослушивании пения или игры на музыкальном инструменте. Если же брать во внимание не только пассивное потребление музыкального контента, а и активное его производство, то необходимость вовлечения умственных сил возрастает в разы. Если рассматривать пение, то необходимо развить навык, который будет одновременно позволять работать голосовыми связками и в тот же момент настраивать слуховой аппарат на восприятие своего голоса. Эта задача не из легких.

На данной картинке вы видите отделы улитки, каждый из которых отвечает за свою частоту принимаемой звуковой волны.

На каждом отрезке нервные клетки не только считывают информацию, но и могут произвольно натягивать или отпускать мембрану, чтоб изменять чувствительность к различным частотам. А сейчас представьте, что при пении эти клетки взаимодействуют с центрами, которые соединены с нейронами, управляющими тонкими движениями голосовых связок, мышц рта и диафрагмы. В этот оркестр входит огромное нервных количество клеток, задача которых научиться взаимодействовать между собой. Увеличение сложности нейросети при приобретении навыков пения обеспечено.

Игра на музыкальных инструментах – это еще один прекрасный способ культивации нейронов. Если при пении организм вынужден формировать связи по путям, хоть как-то опосредованным эволюцией, то инструменты дают совершенно новое направление развития. Мастерство игры связано с мелкой моторикой и взаимодействием большого количества скелетных мышц. Будь до скрипка, рояль или труба везде нужно наращивать потенциал нейросети, для того чтоб мелодия выходила гармоничной.

Неупомянутым аспектом, касающимся музыки, осталась память. Именно эта способность выходит на качественно новый уровень. Количество информации, которую нужно записать в долговременное хранение вне всяких сравненией. Если мы говорим о игре на музыкальных инструментах, то помимо нот, нужно помнить ритм, темп, тона и даже эмоциональные переживания. А умея запоминать одно, не составит особой сложности и удерживать в памяти и другие важные объекты и события. Хотя механизм памяти не до конца изучен, из известных нам данных ясно, что в нейронах формируются белковые молекулы кодирующие байты информации. И здесь необходимо обратить внимание на метаболический аспект. Тренируя память музыкой, мы учим организм концентрировать свою метаболическую активность на строительных материалах для белков памяти. Таким образом, при усиленном запоминании получен сигнал, что существует дефицит веществ для таких-то белков. Как результат, гены будут активировать те процессы, которые и формируют все необходимое для строительства молекул памяти, от прямой потребности в веществах, до приоритезации использования аминокислот и сооружения белковых молекул. В общем, это касается всех видов деятельности, но на примере музыки развитие можно показать наиболее ярко.

Подростковое пристрастие к музыке, еще один замечательный феномен, требующий дополнительного анализа. По всей видимости, взрослые охладевают к такому виду искусства.

Никогда в истории своего развития Homo Sapiens не эволюционировал лежа или сидя. Во все времена, кроме, пожалуй, современности, перемещение в пространстве обеспечивало выживание и эволюционное преимущество. И мозг приспосабливался и вырабатывал адаптации именно для таких условий. Все делать на бегу, все делать в движении, принимать решение на ходу. Очень интересная работа о выделении эндоканнабиноидов у людей, бегущих на длинные дистанции. Оказывается помимо эндорфинов, которые работают как инструменты положительного подкрепления, эндоканнабиноиды работают над стимулированием сенсорного аппарата. И это не удивительно, ведь продолжительный бег – занятие изнуряющее. Нервная система будет перегружена импульсами о внутренней ситуации, как то: усталость мышц, боль в сухожилиях или тяжесть в желудке. Понятно, что если охотник начнет концентрировать внимание на внутренней среде, то не удастся удерживать его на цели. Для этого и выработалась адаптация, которая позволяет перегруппировать ресурсы внимания и усилить сосредоточенность на добыче, ограничивая мешающий информационный шум. И это лишь один из многих механизмов, который позволяет мозгу работать на всю катушку в моменты пиковых мышечных нагрузок. Есть еще и вышеупомянутые эндорфины, и формирование мышечной памяти (хотя память находится в нейронах), и адаптации к нагрузкам, и развитие сверх чувствительности при микродвижениях. В общем, всего не перечесть. Главная мысль, которую необходимо извлечь, это то, что без большого количества двигательной активности нечего и мечтать о оптимальном развитии нашего нервного субстрата и соответственно когнитивного потенциала.