幂律使大脑保持平衡

在人脑中,临界点常被用来描述其行为:大脑在活动的高低、网络的密集与稀疏、有序与无序之间保持着微妙的平衡。 研究人员通过分析创纪录数量的神经元的放电模式,发现了另一个转折点。 这一次,它在神经代码中——感觉输入和大脑神经表征之间的数学关系。 研究结果于 6 月发表在《自然》杂志上。 他们认为大脑在编码信息和响应噪音方面找到了平衡。 这允许它优先考虑刺激的重要特征,而不是对小细节进行分类。 这一壮举也可能为人工智能的工作原理提供新的见解。

科学家们最初并没有寻求发现一种平衡行为。 科学家们首先问了一个简单的问题:视觉皮层是重复使用相同的模式还是以不同的方式表示刺激? 研究人员称与第二种情况相关的神经活动是低维的。 神经代码的词汇量有限,但对感觉信息的轻微扰动具有弹性。 想象一个一维的代码,其中刺激可以用好或坏来表示。 单个神经元的放电率可能因输入而异。 然而,作为一个整体的人口的射击模式总是会以类似的总体安排一起增加或减少。 即使一些神经元失火,刺激仍可能被正确标记。

另一方面,大脑中的高维活动相关性要低得多。 信息可以跨多个维度分布或绘制图表,而不仅仅是几个维度,如“好”和“坏”,因此系统可以编码更多关于刺激的信息。 该系统冗余度较低,因为您无法通过查看任何单个值来推断整体状态。 因此更容易关闭系统。

来源和详细信息:
https://www.quantamagazine.org/a-power-law-keeps-the-brains-perceptions-balanced-20191022/

By lausm

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