SON DAKİKA

Yakından Kumanda

Mavi Beyin Projesi, topolojik ağ analizi ile keşfetti: 11 boyutlu evren kafanızın içinde

İki bin yıl önce, antik Yunanlılar gece gökyüzüne baktılar ve yıldızlar arasında geometrik şekiller gördüler: avcı, aslan, su vazosu.

Mavi Beyin Projesi, topolojik ağ analizi ile keşfetti: 11 boyutlu evren kafanızın içinde
Bu haber 28 Haziran 2017 - 10:42 'de eklendi ve 20 kez görüntülendi.

Bir bakıma, bu takımyıldızları, yıldızların evrenin kumaşında rastgele saçılmasını anlamlandırmak için kullandılar. Onlar için bu astronomiyi şekillere çevirerek, oldukça kompleks bir sistemde düzen ve anlam aramak için bir yoldu.

Görünüşe göre Yunanlılar yanılıyordu: Bir takımyıldızdaki yıldızların çoğunun birbiriyle ilgisi yok. Ancak yaklaşım hala varlığını sürdürüyor.

SingulatityHub’a göre, bu hafta, Mavi Beyin Projesi(the Blue Brain Project) insan beyninin karmaşıklığını açıklayabilecek bir önerme ortaya koydu. Kompleks bağlantıları grafikler halinde “projelendiren” bir matematik türü olan cebirsel topolojiyi kullanarak, sinir ağlarının yapısından çıkacak karmaşık işlevler için bir yol haritası çizdiler.

İLGİLİ HABERAkıllı makine yolunda bilim insanları insan aklına benzer şekilde öğrenebilen yapay sinaps yarattılar

Ve bunu elde ederek: beyin fiziksel olarak üç boyutlu dünyamızda yaşarken, iç sinir bağları (matematiksel olarak) daha yüksek boyutsal bir alan üzerinde çalışır. İnsanlar için konuşmak gerekirse: Sinir bağlantılarının toplanması ve sökülmesi, beklenenden çok daha karmaşıktır. Ama şimdi bunları tanımlayacak bir dil tanımlanmış olabilir.

Mavi Beyin Projesi yöneticisi ve İsviçre’nin Lozan kentinde bulunan EPFL profesörü Dr. Henry Markram, “Asla hayal etmediğimiz bir dünya bulduk” diyor.

Markram, bu yüzden beynin anlaşılmasının çok zor olabileceğini söylüyor: Genellikle ağları incelemek için uygulanan matematik, şimdi gördüğümüz yüksek boyutlu yapıları ve boşlukları tespit edemez.

Yüksek boyutlu bir dünya

Beyni düşündüğümüzde, üç boyutlu nesneler olacak şekilde, akla yapışkan dokusu ve nöronlar geliyor. Fiziksel olarak konuşursak, kendi içinde gizlenmiş mini beyinler yoktur ve nöronlar uzaklaştığında daha yüksel bir varoluş düzlemine sıçramazlar.

Fizik dışında yer alan “boyut” gerçekten karmaşıklığını tanımlamanın süslü bir yoludur. Örneğin birlikte çalışan üç nöron grubunu (A,B ve C) alın. Şimdi birlikte kaç yolu birleştirdiklerini düşünün. Bilgi genellikle bir nörondan aşağı akım ortağına bir şekilde geçirildiğinden, A yalnızca B veya C’ye bağlanabilir. Topoloji diliyle konuşursak, burada boyut 2 olur. Benzer şekilde , dört nöronlu bir grup, üç boyuta, beş nöronlar dört boyuta sahiptir.. Bir grupta ne kadar fazla nöron varsa, boyut o kadar fazla olur ve sistem gittikçe karmaşıklaşır.

İLGİLİ HABEREvrimde yeni araştırma: Primat beyinleri nasıl bu kadar büyüdü?

Singularity Hub’a konuşan, EPFL’de linsanüstü öğrenci olan ve çalışmanın yazarlarından Max Nolte “Çalışmamızda boyut, mekansal boyutları tanımlamıyor, bundan ziyade açıklamak istediğimiz geometrik nesnelerin topolojik boyutunu tanımlıyor. 7 veya 11 boyutlu simpleksler halen fiziksel üç boyutlu uzayda yerleşik olarak bulunuyor.” diyor.

Çok boyutlu bağlantılar

Çalışma grubu, beyin organizasyonunu çözümlemeye başlamak için, simpleks adı verilen işlevsel yapı taşlarıyla başladı Her simpleks, birbirine çok özel bir sırada bağlı özel bir nöron grubunu temsil ediyor.

Nolte, ” Bir nöronun etkisi çok fazladır, önce konuşur, biri bütün nöronları dinler, diğerleri birkaç nöronu dinler ve dinlemedikleri ile konuşur.” diyor: Bu özel yapı, dinleyen nöronların, kalabalık bir stadyumda olduğu gibi, milyonlarca nöronun aynı anda konuştuğu bir beyindeki konuşan nöronları gerçekten anlayabileceğinden emindir.”

Daha önce belirttiğimiz gibi, boyutlar simleks’ın karmaşıklığını tanımlarlar. Ekip, her biri sıçanlardan elde edilen deneysel verilerde yeniden yapılandırılan altı farklı sanal beyinde bu soyut matematiksel nesnelerin işaretlerini araştırdı. İnanılmaz bir şekilde, sanal beyinler , 7 boyuta kadar son derece karmaşık simpleksleri ve yaklaşık 80 milyon, daha düşük boyutlara sahip nöron grubunu içeriyordu.

Nolte, “Beynin içinde gizlenmiş muazzam miktarda simpleks, her bir nöronun önceden düşünülenden çok daha fazla, muzzaz sayıda işlevsel grubun bir parçası olduğuna işaret ediyor.”diyor.

 

Ortaya çıkan fonksiyon

Eğer simpleksler yapı taşlarını inşa ediyorsa, daha karmaşık ağları oluşturmak için nasıl bir araya geliyorlar?

Çalışma grubu, sanal beyini, bir stimulusa(uyarıcı) maruz bıraktığında nöronlar, tıpkı Lego parçalarından bir kale inşa eder gibi, gitgide daha karmaşık ağlara toplandı, Tekrarlarsak, burada bir fiziksel bağlantı mutlaka gerekli değildir. Resim grupları nöronları bir sosyal grafik deseniyle ilişkilendirilebileceği gibi, grafikler bir web ağıyla veya diğer daha yüksel boyutlu bir yapıyla da ilişkilendirilebilir.

Uyum mükemmel değildi. Yüksek boyutlu yapılar arasında yeni bir ağ yapmak için, eksik olarak boşluklarda “delikler” bulunuyordu. Simpleksler gibi delikler de boyutlara sahiptir. Makalede çalışan Aberdeen Üniversitesi’nden Dr. Ran Levi, “Kademeli olarak daha yüksek boyutlara sahip deliklerin görünümü, ağda bulunan nöronları uyaranlara ” son derece organize bir biçimde” yanıt verdiğini söylüyor. Levi, beynin zaman içindeki uyarıcıya tepkisine baktığımızda soyut geometrik nesnelerin oluştuğunu ve ardından fonksiyonel ağlar kurarken dağılmakta olduğunu görüyoruz diyor.

İLGİLİ HABERBilim insanları araştırdı: Yapay Zeka, metro yolcularının beyninden neler öğrenebilir?

Beyin ilk önce “1 boyutlu” “çerçeve” inşa etmek için daha basit sinir ağları kurar. Bu ağlar daha sonra “2 boyutlu” “duvarlar” ile arasında “delikler” oluştururlar. Nöronların işi yapmak için neye ihtiyacı olursa olsun, hızlı örgütler ve delikler, zirveye ulaşana kadar daha yüksek boyutlu yapılar ve delikler oluştururlar. Bir an diliminde, oradaki tüm yapı çöker ve sonraki görevleri için simpleksleri boşa çıkarır, örneğin bir kumdan kalenin önce cisimleşip sonra parçalanması gibi. Levi, “Bu boşlukları oluştururken beynin ne yaptığını bilmiyoruz.” diyor.

Bununla birlikte, nöronların, bu “fevkalade düzenlenmiş” yüksek boyutlu yapıların ortaya çıkması için bir şekilde ateşlenmesi gerekiyor.

Levi’ye göre “Bu aşırı örgütlü etkinliğin yalnızca bir tesadüften ibaret olmadığı açıktır. Bu, beyin aktif olduğunda neler olduğunu anlamanın anahtarı olabilir. ”

Eş Zamanlı Konuşma

Ekip, ayrıca, aynı veya farklı gruptaki nöronların bir uyarımdan sonra nasıl birbirleriyle konuştuğunu da araştırdılar. Bu, yüksek boyutlu yapıda ve kendi gruplarında nerede olduklarına göre değişiyor. Nolte, “sohbet eden iki “yabancı” nöron düşünün. Muhtemelen çok ilgisiz şeyler söyleyeceklerdir, çünkü birbirlerini tanımıyorlar.” diyerek açıklıyor.

İLGİLİ HABERSinir ağlarındaki şebeke haritaları cinsiyetsel davranış farklılıklarını ortaya çıkardı

Şimdi, bir uyarıdan sonra yüksek boyutlu ağlar oluşturduklarını düşünün. Twitter gibi, ağ bir nöronun diğerini duymasını sağlar ve diğerinin söylediği şeylerden bazılarını tekrar etmeye başlayabilir. Her ikisi de onlarca insanı takip ederlerse, düşünceleri paylaşılan bir kalabalığın etkisinde kaldığı için, tweet’leri daha da benzer olabilir.

Nolte, “Simpleksleri kullanarak, sadece kaç kişiyi izlediklerini saymıyoruz, aynı zamanda takip ettikleri bu insanların birbirine nasıl bağlı olduklarını de anlıyoruz” diyor Nolte: Daha fazla birbirine bağlanmış iki nöron -daha basit oldukları kısım- daha fazla uyarıcıya aynı şekilde ateş ederler.

İLGİLİ HABER'Tanrı ile konuştuğunu' iddia eden epilepsi hastasının nöral aktiviteleri bilimsel araştırma olarak yayımlandı‘Tanrı ile konuştuğunu’ iddia eden epilepsi hastasının nöral aktiviteleri bilimsel araştırma olarak yayımlandı

Önceki çalışmalarda, nöronların ve sinapsların fiziki yapısının, etkinlik modellerini etkilediğini bulunmuştu Artık “yüksek boyutlu alan”daki bağlantılarının da bir faktör olduğunu biliyoruz.

Ekip, ileride, bu karmaşık, soyut ağların düşüncelerimizi ve davranışlarımızı nasıl yönlendirdiğini anlamayı umuyor.

Lev gelinen aşamayı ” Bu tamamen bilmediğimiz bir dilden, o dilde yazılmış tüm hikayeleri anlamamıza rağmen aşina olduğumuz bir dile çevirmek için bir sözlük bulmak gibi.” diyerek özetliyor.

Çeviri: Reha BAŞOĞUL

İLGİLİ HABERHindistan'da kompleks yaşam evrimini 400 milyon önceye taşıyan en eski bitki kalıntılarına ulaşıldı.Hindistan’da kompleks yaşam evrimini 400 milyon önceye taşıyan en eski bitki kalıntılarına ulaşıldı.

POPÜLER FOTO GALERİLER
SON DAKİKA HABERLERİ
İLGİLİ HABERLER
SON DAKİKA