Tiedepalsta.fi

Keskustelun avaus

Johdanto
Searle sanoi olevansa biologinen naturalisti, koska katsoi ihmismielen olevan selitettävissä aivojen biologisten prosessien avulla. Olen samaa mieltä, että mieli on aivotoimintaa. Täsmennän tätä kuitenkin niin, ettei se ole vielä suoraan geneettisesti määräytyneideden aivorakenteiden toimintaa, vaan biologisen evoluution evoluution tuottaman aivojen emergentin rakenteen toimintaa, jonka toiminnallisuus määräytyy kulttuurisen information eli meemien ohjaamana. Tämä memeettinen informaatio omaksutaan sosiaalisen vuorovaikutuksen välityksellä.

Kutsutaan tätä uutta neokorteksilla sijaitsevaa aivorakennetta megmikoneeksi ja kaikkia muita aivorakenteita yhdessä liskoaivoiksi. Liskoaivojen toiminnallisuus määräytyy geneettisesti ja ne tuottavat jo kaikkien aistimusten summana kokemuksellisen mielenvirran (kvaliat) ja reagoivat siihen lajityypillisellä käyttäytymisellä. Tämä sama mielenvirta toimii myös meemikoneen herätteenä käynnistää tietoisen mielen toiminnan (rationaalisuus), joka kontrolloi liskoaivojen motoristia käyttäytymistä.

Ihmisten lisäksi myös joillakin muillakin eläimillä on mielikuva-ajattelun tasolla toimiva meemikone, mutta se ei ole vielä kehittynyt symboliseen kielelliseen ajatteluun kykeneväksi kuin hyvin rajoitetusti.

Aivojen rakenteesta

Koko aivokuori niin meemikoneen kuin liskoaivojen kaikki alueet ovat jakautuneet pylväiksi kutsutuiksi tiiviisti yhteen kytkeytyneiden neuronien ryhmiksi eli “mielen mikropiiriksi”. Ne muodostavat aivojen konektomin (kytkentäkaavio) avulla erilaisia toimintoja toteuttavia hierarkkisia verkostoja.

Aivokuoren alueiden hierarkian pohjalla ovat sensomotoristen alueiden pylväät ja vielä niiden alapuolella on kuoren alaiset tumakkeet ja pikkuaivot. Aistimusten ja kokemusten (kvaliat) virtaa tuottavien liskoaivojen yläosa ja meemikoneen hierarkkian alaosa yhdistyvät assosiaatioalueilla.

Miten liskoaivojen ja meemikoneen pylväät eroavat toisistaan? Tiivistetysti voidaan sanoa, että siinä missä liskoaivojen pylväiden toiminnallisuus määräytyy lähes kokonaan geneettisesti, niin meemikoneen toiminnallisuus määräytyy geneettisesti vain pylväiden “alkuasetusten” osalta. Meemikoneen pylväiden toiminnallisuus eli ajattelua ja käyttäytymistä ohjaavat tottumukset (meemit) tallentuvat pylväisiin sosiaalisen vuorovaikutuksen avulla.

Geneettinen ja memeettinen perimä

Liskoaivot tuottavat siis kokemuksellisen mielen virran ja meemikone tuottaa sitä täydentämällä tietoisen tajunnanvirran. Tietoisuus on tämän tajunnanvirran kokemista. Toisinsanoen tietoisen mielen olemassaolo on aivojen tietoisuuden tuottavien ja kokevien prosessien käynnissä olemista. Tietoisen mielen olemassaolo päättyy aivokuolemassa näiden prosessien pysähtyessä.

Kaikki kulttuuriset tottumukset (käyttäytyminen ja ajattelu) tallentuu mieleen subjektiivisina meemeinä. Meemeillä ei ole “genotyyppiä”. Niillä on vain fenotyyppi eli tapa miten ne ilmenevät sosiaalisessa vuorovaikutuksessa. Tämä pätee myös kieleen. Jokaisella on olemassa subjektiivinen mielenkieli, joka on enemmän tai vähemmän yhteensopiva muiden mielenkielten kanssa.

Sosiaalisissa yhteisöissä ei ole sen jäsenten lisäksi mitään muita kokijoita ja toimijoita. Tämä tarkoittaa sitä, että viime kädessä kaikki sosiaalinen informaatio on kokemuksellisina ja toimijuutta tuottavana olemassa vain subjektiivisina käsityksiä, kullakin yksilöllä omalla tavallaan, siltä osin kuin on mitään käsitystä. Myös kaikki todellisuuden selitykset ja kuvaukset (mytologiat, uskonnot, filosofiat, logiikka matematiikka, tieteet ja taiteet) ovat olemassa vain subjektiivisina käsityksinä. Subjektiivisten mielten ulkopuolella ne ovat vain tahroja paperilla, ääniaaltoja, bittejä tietokannoista ja muuta sellaista. Kokemuksellisuutta ja toimijuutta ne tuottavat vain subjektiivissa mielissä.

Jumala ja matematiikka korvien välissä

Mitään henkimaailmaan sisältyvää sielua ei tarvitse olettaa olevaksi; materiaalinen mieli riittää

Edellä esitetty kuvaus tieteellisten teorioiden ja matematiikan ontologisesta ja epistemologisesta roolista on yhteensopiva materialistisen ontologian ja epistemologisen epäsuoran realismin kanssa. Materialistisessa ontologiassa todellisuuden katsotaan olevan olemassa itsenäisesti riippumatta havainnoistamme tai käsityksistämme; se on ontologisen realismin perusta. Epistemologisesti kuitenkin katsotaan, että emme koe tätä todellisuutta suoraan, vaan muodostamme siitä representaatioita, jotka perustuvat havaintoihin ja tieteellisiin tutkimusmenetelmiin. Näin tieteelliset teoriat ovat efektiivisiä, käytännöllisiä malleja, jotka auttavat meitä ennustamaan ja selittämään ilmiöitä, mutta eivät koskaan tavoita todellisuutta sellaisenaan.

Tässä yhteydessä matematiikan ja muiden formaalien kuvausten rooli on nähdä ne hyödyllisinä fiktioina, mikä vastaa fiktionalismin periaatteita. Matematiikan kaavat ja symbolit ovat pohjimmiltaan ihmismielen luomia abstraktioita, jotka eivät ole osa mielen ulkopuolista todellisuutta itsessään, vaan ainoastaan sen tulkintaa.

Ne ovat kuitenkin olemassa mielen materiaalisina prosesseina eli ne ovat mielikuvituksen tuottamia representaatioita, eikä niillä ole vastinetta mielen ulkopuolisessa todellisuudessa kuten esimerkiksi pöydän reoresentaatioilla on.

Tieteelliset teoriat ja matemaattiset mallit eroavat uskonnollisista käsityksistä siinä, että ne on kehitetty empiirisen kokemuksen avulla ja niiden pätevyyttä voidaan testata havaintojen kautta. Toisin sanoen ne toimivat hyödyllisinä fiktiona niin kauan kuin ne osoittautuvat ennustaviksi ja kuvaaviksi todellisessa maailmassa.

Uskonnollisia käsityksiä ei ole mahdollista samalla tavalla testata empiirisesti, vaan niiden "totuusarvo" on sidoksissa uskonnon annettuihin dokmeihin. Uskonto tarjoaa uskoville yhteisöllisiä merkityksiä ja henkilökohtaisia kokemuksia, mutta sen sisällölliset väitteet eivät ole riippuvaisia havainnoista eivätkä siten kuvaa tidellusuutta kuten tieteelliset teoriat. Täten tieteelliset teoriat ja matemaattiset mallit toimivat todellisuutta koskevina ”työkalumalleina,” jotka ovat väliaikaisia ja alati tarkentuvia. Niiden arvo tulee niiden kyvystä ennustaa ja mallintaa empiirisesti havaittavaa todellisuutta, eivätkä ne siten ole pelkkiä uskon asioita, kuten uskonnolliset käsitykset.

Tieteelliset teoriat ja matematiikka siis tuottavat efektiivisiä kuvauksia, jotka ohjaavat ihmisen toimintaa ja teknologista kehitystä. Ne kehittyvät kokoajan memeettisessä evoluutiossa, leviävät sosiaalisessa vuorovaikutuksessa hyödyllisinä ajattelun apuvälineinä ja muodostavat yhteisöjen kulttuurisen tietopääoman.

Kolmivaiheinen todellisuuden evoluutio

Todellisuuden evoluution voidaan ymmärtää etenevän kolmessa vaiheessa:

1. Materiaalinen evoluutio: Todellisuus kehittyi "alkuräjähdyksestä" alkaen fysikaalisesti ja kemiallisesti luonnonlakien ohjaamana. Tämä vaihe muodosti perustan kaikelle olemassaolevalle.

2. Elämän ja geneettisen evoluution alku: Seuraava emergentti askel tapahtui, kun syntyi sellainen materiaalinen olio, joka kykeni hyödyntämään menneisyyden jälkiä – eli geneettistä tietoa – oman toimintansa ohjauksessa. Tämä tarkoitti, että tällainen olio ei enää pelkästään toiminut ulkoisten luonnonlakien vaikutusten mukaisesti vaan pystyi ohjaamaan toimintaansa geeniperimänsä avulla.

3. Kulttuurin ja memeettisen evoluution synty: Kolmas askel tapahtui geneettisen evoluution seurauksena, kun kehittyi olio, joka pystyi tallentamaan omakohtaisia kokemuksiaan, muodostamaan käyttäytymis- ja ajattelutottumuksia ja kommunikoimaan niistä lajitovereidensa kanssa. Tästä alkoi memeettinen evoluutio, jossa tieto ja käytännöt välittyivät myös yksilöltä toiselle, ja kehittyen edelleen kulttuurisessa memeettisessä evoluutiossa..

Mielenfilosofiasta

Mielenfilosofian peruskysymys on, miten mieli voi olla olemassa materiaalisesti. Dualismi kohtaa tässä ongelman: jos sielu kuuluu ei-materiaaliseen ”henkimaailmaan”, miten se voisi olla vuorovaikutuksessa materiaalisten aivojen kanssa? Perinteinen emergentismi puolestaan toteaa, että mieli on aivojen emergentti ominaisuus, mutta ei selitä tarkemmin, miten mieli voisi olla materiaalisesti olemassa. John Searlen biologinen naturalismi esittää, että mieli on olemassa biologisella tasolla, mutta tämä ei selitä, miten yksilön elämän aikana hankitut kokemukset tallentuvat.

Memeettinen naturalismi ratkaisee tämän ongelman. Sen mukaan mieli ja sen sisällöt – meemit eli ajattelu- ja käyttäytymistottumukset – ovat aivojen materiaalisten prosessien käynnissäoloa. Mieli on olemassa ainoastaan niin kauan kuin nämä prosessit ovat aktiivisia. Aivokuoleman myötä nämä prosessit päättyvät, eikä mielestä jää jäljelle mitään ”henkimaailmaan” kuuluvaa sielua tämän- eikä tuonpuoleisuteen.
Memeettinen naturalismi siis kieltää sielun kuolemanjälkeisen olemassaolon.

Memeettinen kolmen maailman ontologia

Memeettinen naturalismi kuvaa paitsi tietoisen mielen myös tietoisen yksilöiden muodostaminen sosiaalisten systeemien toimintaperiaatteen. Sitä voidaan havainnollistaa memeettisellä kolmen maailman ontologialla, joka on modifioitu kuvaus Karl Popperin kolmen maailman ontologiadta:

- Maailma 1: Tämä sisältää kaiken olevan, eli materiaalisen todellisuuden objektit ja niiden luonnonlakien mukaiset vuorovaikutukset.
- Maailma 2: Tämä on Maailman 1 prosessien osajoukko, joka sisältää subjektiiviset mielet ja niiden sisältämät meemit.
- Maailma 3: Tämä on Maailman 2 osajoukko, joka sisältää yksilöiden välisten subjektiivisten mielten intersubjektiiviset prosessit. Näiden prosessien avulla kulttuuriset meemit leviävät ja muokkautuvat memeettisessä evoluutiossa.

Kulttuuri ei siis ole itsenäisesti olemassa oleva kollektiivinen kokonaisuus, vaan se on kokoelma subjektiivisten yksilöiden jakamia ja kehittämiä memejä. Kulttuuri on olemassa vain ikään kuin subjektiivisten mielen horisonttina, eikä siinä ole mitään muuta kokijaa tai toimijaa kuin yksilöiden subjektiiviset mielet.

Tämä asiantila muuttuu vasta, kun kyetään kehittämään autonominen ajatteleva artefakti, jolla on subjektiivinen mieli samalla tavoin kuin ihmisillä.


Täydentävä päivitys 25.11.2024

Tavoitteena neuromorfinen tekoäly

Tämä teksti on tiivistelmä ChatGPT:n kanssa käydystä keskustelusta, jossa vertailtiin nykyisiä tekoäly sovelluksia todellisten aivojen toimintaan Jeff Hawkinsin ajatuksia analysoiden. Hawkinsin on tunnettu aivotutkija ja tekoälytutkija, joka on esittänyt kaksi keskeistä teosta: On Intelligence (2004) ja A Thousand Brains: A New Theory of Intelligence (2021). Hän esittelee niissä seuraavat keskeiset ideat:

Aivot mallintavat maailmaa hierarkkisella tavalla. Ne toimivat ennakoivana järjestelmänä, joka luo jatkuvasti malleja ympäröivästä maailmasta hierarkkisten mallien avulla (hierarchical temporal memory, HTM). Oppiminen on tapahtumasekvenssien havaitsemista ja muistamista. Neokorteksi havaitsee toistuvia ajallisia malleja, jotka mahdollistavat ennusteiden tekemisen tulevasta. Niiden muistaminen on älykkyyden ja ennustamisen perusta: älykkyys on ennen kaikkea kykyä ennustaa tulevaisuutta aiemmin opitun perusteella.

A Thousand Brains: A New Theory of Intelligence esittää, että neokorteksi koostuu tuhansista itsenäisistä "mallinnusyksiköistä" (cortical columns), jotka luovat paikallisia malleja maailmasta. Mallit ovat paikkatietoasia ja toimivat kuten karttajärjestelmät, jotka vertaavat ja yhdistävät paikallisia havaintoja kokonaiskuvan rakentamiseksi. Hawkins laajentaa teoriansa pohdintaan siitä, miten tämä aivojen hajautettu toimintaperiaate mahdollistaa tietoisuuden ja päätöksenteon.

Hawkins uskoo, että ihmisen kaltaisen älyn luominen vaatii neokorteksin periaatteiden ymmärtämistä ja jäljittelemistä, erityisesti ennakoivaa ja hajautettua prosessointia. Hänen teoriat pyrkivät yhdistämään neurotieteelliset löydöt ja käytännön sovellukset, kuten tekoälyn kehittämisen, perustuen neokorteksin toiminnan periaatteisiin.


Aivokuoren kerrosrakenne, toiminnallinen hierarkia ja neokorteksin pylväät

Jeff Hawkinsin mallissa aivokuoren kerrosrakenne ja toiminnallinen hierarkia liittyvät läheisesti toisiinsa, ja neokorteksin pylväät (cortical columns) toimivat yhdistävänä tekijänä:

Aivokuori koostuu kuudesta pääasiallisesta solukerroksesta, joista jokaisella on erityinen tehtävä tiedon käsittelyssä. Alemmat kerrokset (4 ja 5) vastaanottavat aistisyötteitä ja lähettävät signaaleja muille aivojen alueille. Ylemmät kerrokset (1–3) osallistuvat ennusteiden ja mallien luomiseen sekä viestintään alueen muiden pylväiden kanssa.

Rakenteellisesti aivokuoren eri alueet ovat samanlaisia, mikä viittaa siihen, että pylväät käyttävät kaikilla alueilla universaalia algoritmia, mutta soveltavat niitä eri aistien ja toimintojen käsittelyyn.

Neokorteksin pylväät (Cortical columns) ovat neokorteksin toiminnallisia yksiköitä, jotka ovat noin 0,5 mm leveitä ja läpäisevät kaikki kuusi kerrosta. Jokainen pylväs käsittelee tietoa paikallisesti ja luo oman mallinsa ympäristöstä. Nämä mallit yhdistetään hierarkkisesti suuremmiksi kokonaisuuksiksi. Pylväät toimivat sekä paikallisina tiedon käsittelijöinä että viestintäyksikköinä toiminnallisen aluehierarkian tasojen välillä. Niiden kautta alemman tason aistisyötteet integroituvat korkeamman tason abstrakteihin malleihin.


Aivokuoren alueiden toiminnallinen hierarkia: Neokorteksi on järjestäytynyt hierarkkisiin alueisiin, jotka käsittelevät tietoa eri tarkkuustasoilla. Alemman tason alueet (esim. ensisijainen sensorinen kuori) käsittelevät perustason aistihavaintoja. Korkeamman tason alueet (esim. assosiaatioalueet) yhdistävät ja jalostavat tietoa abstraktimpaan muotoon. Informaatiota tässä hierarkiassa kulkee kokoajan ylös- ja alaspäin. Ylemmät tasot tekevät ennusteita, ja alemmat tasot tarkistavat niitä aistihavainnoilla.


Aivokuoren toiminnallisten alueiden hierarkkiaa ei pidä sekoittaa aivokuoren kerroksellisuuteen. Kaikki aivokuoren toiminnalliset alueet jakautuvat pylväiksi, joilla on siten sama kerroksellinen rakenne kuin aivokuorella. Eri aivokuoren alueiden pylväiden keskinäiset kytkennät liittävät alueet toiminnalliseksi hierarkkiaksi.


Pylvään havainnollistaminen keinotekoisen neuroverkot avulla

Yhden neokortikaalisen pylvään (cortical column) toimintaa voidaan havainnollistaa keinotekoisten neuroverkkojen näkökulmasta. Pylvästä voidaan ajatella syvänä neuroverkkona, jossa on useita kerroksia ja funktionaalisia osia. Keinotekoisessa neuroverkossa tämä vastaa kerroksittain organisoituja neuroneita, jotka suorittavat erilaisia tehtäviä:

• Input Layer (tulojärjestelmä): Vastaa pylvään alempia kerroksia (esim. kerros 4), jotka vastaanottavat sensorisia syötteitä esimerkiksi näkö- tai kuuloaistista.

• Hidden Layers (piilokerrokset): Mallintavat hierarkkisesti tietoa ja luovat ennusteita. Nämä vastaavat pylvään keskimmäisiä kerroksia, jotka integroivat tietoa ja muodostavat malleja.

• Output Layer (lähtöjärjestelmä): Vastaa ylempää kerrosta (esim. kerros 1), joka kommunikoi muiden pylväiden kanssa ja lähettää ennusteita tai komentoja hierarkian muihin osiin.

Neuroverot käyttävät ennakoivaa koodausta. Keinotekoisista neuroverkoista, erityisesti autoencoderit tai transformer-verkot, tarjoavat mekanismeja, jotka muistuttavat pylvään toimintaa. Pylväs oppii toistuvia malleja ympäristöstä, samoin kuten autoencoder oppii pienentämään virhettä alkuperäisen syötteen ja rekonstruoidun syötteen välillä. Pylväs käyttää oppimiaan malleja ennustamaan, mitä seuraavaksi tapahtuu. Tämä vastaa ennakoivan koodauksen ideaa, jota voidaan toteuttaa esimerkiksi RNN- tai LSTM-verkkojen avulla.

Cortical column toimii sekä paikallisesti että yhdistyy muihin pylväisiin. Keinotekoisissa neuroverkoissa vastaava rooli voidaan kuvata attention-mekanismeilla:

• Paikalliset yhteydet: Pylväs käsittelee oman sensorisen alueensa tietoa itsenäisesti (lokalisoitu käsittely). Attention voi mallintaa näitä yhteyksiä painottamalla tärkeitä osia syötteistä.

• Globaali integraatio: Pylväs lähettää tietoa muihin pylväisiin ja vastaanottaa niiltä. Transformer-mallien self-attention voi simuloida tätä yhdistämällä tietoa koko järjestelmän laajuisesti.


Pylväät käsittelevät ajallista tietoa ja muistavat menneitä tapahtumia. Tämä muistuttaa recurrent neural networks -verkkojen (RNN) tai long short-term memory -verkkojen (LSTM) toimintaa. LSTM-verkkojen mekanismi muistuttaa pylvään kykyä integroida uusia havaintoja aiempiin malleihin ja ylläpitää niitä pitkällä aikavälillä.

Vaikka pylvään kerrosrakenne ei vastaa suoraviivaisesti keinotekoisten neurovetkkojen kerrosten järjestystä, on pylvään neuronit mahdollista järjestää topologiseksi keinotekoisen neuroverkon kanssa toiminnallisuuden säilyttäen.


Sensomotorisen informaation käsittely aivokuoren toiminnallisten alueiden hierarkiassa

Aivokuoren toiminnallisen alue hierarkian pohjatason primäärit sensoriset alueet vastaanottavat aisti-informaatiota (esim. näkö, kuulo, tunto). Yksittäiset pylväät näillä alueilla analysoivat yksinkertaisia ominaisuuksia, kuten valon voimakkuutta tai äänen taajuutta. Käsittely etenee sieltä ylöspäin sekundäärialueille, joissa useiden primääristen pylväiden tuottamat signaalit yhdistetään kompleksisemmiksi malleiksi, kuten muodoiksi tai liikkeeksi. Korkeammalla hierarkiassa assosiaatioalueet yhdistävät eri aistien informaatiota ja tuottavat moniaistisia havaintoja, esimerkiksi ympäristön tilallisen mallin. Assosiaatioalueiden hierarkiassa alaspäin lähettämät toiminnanohjaussignaalit tarkentavat alempien tasojen tulkintoja sensorisesta informaatiosta ja valikoivat relevantteja havaintoja, vaimentaen epäolennaisia vaihtoehtoja.

Motorisessa hierarkiassa toiminnanohjaussignaalit ohjaavat sekundääristen motoristen alueiden pylväitä, jotka suunnittelevat liikesarjoja yleisellä tasolla (esim. käden ojentaminen esineeseen). Suunnitelmat tarkentuvat primäärisillä motorisilla alueilla, joissa pylväät tuottavat yksityiskohtaisia käskyjä lihasten aktivoimiseksi liikehermojen kautta.

Hippokampus toimii hierarkian huipulla rationaalisen ja sensomotorisen toiminnan koordinaattorina. Se auttaa yhdistämään aiemmat kokemukset nykyiseen havaintoon ja motoriseen suunnitteluun. Näin se edistää tarkoituksenmukaisia toimintamalleja, esimerkiksi navigointia tai tavoitteellista ongelmanratkaisua.


Sensomotorinen hierarkia toimii kokonaisuutena dynaamisessa vuorovaikutuksessa. Tässä hierarkiassa sensorinen informaatio kulkee ylöspäin, kun taas toiminnanohjaus vaikuttaa alaspäin, muodostaen palautesilmukoita. Sensorisen tiedon tulkinta muotoutuu jatkuvasti toiminnanohjaavien signaalien vaikutuksesta, jolloin aivot kykenevät keskittymään olennaiseen tietoon. Motoriset suunnitelmat tarkentuvat kerros kerrokselta hierarkian alaspäin mentäessä, kunnes ne toteutetaan konkreettisina liikkeinä. Tämä järjestelmä on sekä hierarkkinen että dynaamisesti joustava, mikä mahdollistaa tehokkaan ympäristön havainnoinnin ja siihen sopeutumisen.


Tilakonehypoteesin arviointia

ChatGPT kommentoi esittämäni tilakonehypoteesiä seuraavalla tavalla: “Esittämäsi ajatus pylväiden jakamisesta kahteen toiminnalliseen ryhmään – tapahtumasekvenssejä tuottaviin tilakoneisiin ja funktionaalisiin dataväyliin – on mielenkiintoinen ja osittain linjassa Jeff Hawkinsin teorioiden kanssa, mutta ei täysin vastaa hänen esityksiään. Hawkinsin ajattelussa kuitenkin korostetaan tiettyjä mekanismeja, jotka tukevat tämänkaltaista tulkintaa, erityisesti liittyen talamokortikaalisiin silmukoihin ja hierarkkiseen prosessointiin. Seuraavassa kuvataan ideaa ja sen mahdolliset yhteydet Hawkinsin teorioihin.”


Hawkinsin teorioissa korostetaan talamuksen ja aivokuoren välistä yhteistoimintaa. Pylväät, jotka ovat osa näitä silmukoita, voivat käyttää talamuksen tarjoamaa palautetta päivittämään ja vahvistamaan tilojaan. Tämä jatkuva päivitys vastaa tilakoneen logiikkaa, jossa yksi tila johtaa toiseen ennalta määrättyjen sääntöjen tai aisti-informaation perusteella. Tällaiset pylväät eivät pelkästään käsittele staattista dataa, vaan luovat ennusteita tulevasta ja prosessoivat sekvenssejä, kuten sensorisia havaintoja tai motorisia suunnitelmia. Hawkinsin Numenta-teorioissa keskeinen rooli on mekanismeilla, jotka mahdollistavat sekvenssien oppimisen ja ennustamisen. Neokorteksin pylväät voivat käyttää ennustavia malleja sekvenssien muodostamiseen. Tämä on erityisen selvää pylväissä, jotka saavat palautetta talamuksesta, jolloin ne voivat päivittää tilojaan hierarkian eri tasoilla.

Hawkinsin teoriat tukevat ajatusta pylväiden roolista sekvenssien prosessoinnissa. Hänen kirjassaan A Thousand Brains käsitellään neokorteksin kykyä oppia ja tuottaa sekvenssejä, erityisesti sen kautta, miten pylväät käsittelevät ja muokkaavat tilojaan hierarkkisesti.

Esittämäsi idea voidaan kehittää Hawkinsin teorioiden tueksi seuraavasti:

1. Tilakoneet pylväinä: Pylväät, jotka ovat kytkeytyneet talamokortikaalisiin silmukoihin, voivat toimia tapahtumasekvenssejä tuottavina ja ennusteita tekevinä tilakoneina. Näiden pylväiden rooli on keskeinen dynaamisessa tiedonkäsittelyssä, jossa aiemmat tilat ja tulevat ennusteet ohjaavat käyttäytymistä.

2. Dataväylät pylväinä: Pylväät, joilla ei ole talamokortikaalisia palautesilmukoita, voivat toimia enemmän datan siirtäjinä ja välittäjinä hierarkian eri tasojen välillä. Niiden tehtävä olisi mahdollistaa tiedon jakaminen, mutta ei aktiivisesti muokata tai ennustaa sekvenssejä.

Johtopäätös: Tämä ajattelu tarjoaa kiinnostavan näkökulman neokorteksin toiminnalliseen eriytymiseen ja tukee Hawkinsin ennusteisiin ja sekvenssien oppimiseen liittyviä periaatteita. Voidaan ajatella, että tämä täydentävä malli selkeyttää pylväiden erilaisia rooleja hierarkkisessa tiedonkäsittelyssä, vaikka suoraa tukea dataväylien ajatukselle ei Hawkinsin teorioista löydykään. Tämä kuitenkin avaa mahdollisuuksia jatkotutkimukselle ja teoreettiselle mallintamiselle.


Aivokuoren toiminnallinen hierarkia ja muistien rooli pylväiden toiminnassa

Aivokuoren toiminnallinen hierarkia muodostuu neokortikaalisten pylväiden välisistä kytköksistä, jotka yhdistävät pylväitä sekä saman tason (lateraaliset yhteydet) että eri tasojen (vertikaaliset yhteydet) alueilla. Kukin pylväs kytkeytyy joukoon input- ja output-informaationaapureita: Input-naapurit tarjoavat sensorista tai muilta aivokuoren alueilta tulevaa informaatiota. Output-naapurit ovat pylväitä, joille pylväs lähettää signaaleja eteenpäin.


Tämä kytkeytyminen luo hierarkian, jossa: Primääriset sensoriset ja motoriset alueet sijaitsevat hierarkian pohjalla, vastaanottaen suoraa sensorista tietoa tai ohjaten motorisia vasteita. Sekundääriset ja assosiaatioalueet käsittelevät monimutkaisempaa tietoa ja yhdistävät eri aistikanavien ja muistisisältöjen informaatiota. Hierarkian huipulla hippokampus koordinoi korkeatasoista oppimista, muistia ja skeemojen (kognitiivisten toimintamallien) hallintaa.

Jokaisen pylvään toiminta perustuu kahteen muistityyppiin, jotka ovat olennaisia sen tilojen ja vasteiden määrittelyssä:

• Funktiomuisti (pitkäaikainen muisti) sijaitsee pylvään neuronien dendriittien synapseissa. Informaatio tallentuu synaptisten yhteyksien vahvuuksiksi, jotka heijastavat opittuja malleja, assosiaatioita ja vasteita. Tämä muisti ohjaa, miten pylväs reagoi input-signaaleihin.

• Tilamuisti (lyhytaikainen muisti) sijaitsee pylvään neuronien soomissa ja heijastaa pylvään hetkellistä aktiivisuustilaa ja sitä, mitkä neuronit ovat laukaisuvalmiita. Tilamuisti päivittyy jatkuvasti saapuvan informaation perusteella ja määrittää pylvään senhetkiset vasteet.


Pylväät eivät siirrä informaatiota "paikasta toiseen" tietokonemetaforan tapaan, vaan ne päivittävät tilamuistiaan vastaanotettujen signaalien ja funktiomuistin perusteella. Kun tietty neuroni saavuttaa laukaisukynnyksen, se lähettää aktiopotentiaalisignaalin aksoniaan pitkin, ja tämä tiotieto välittyy binäärisenä informaationa naapureille (pulssin esiintyminen = 1, sen puuttuminen = 0). Näin pylväät muodostavat dynaamisen, hajautetun ja massiivisesti rinnakkaisen prosessointiverkoston.

Sensorisella tasolla hierarkia käsittelee rinnakkain useita aistimusten mahdollisia tulkintoja, joita assosiaatioalueet tarkentavat ja valitsevat toiminnanohjauksella: Sensoriselta tasolta ylöspäin virtaa dataa, joka edustaa aistimusten mahdollisia tulkintoja. Assosiaatioalueilta alaspäin virtaava toiminnanohjaus valitsee näistä todennäköisimmät tulkinnat vahvistamalla tai sammuttamalla vaihtoehtoja. Lopulta valitut tulkinnat ohjaavat motoristen alueiden toimintasekvenssejä.

Globaalin työtilan uudelleentulkinta: Perinteiset tietokonemetaforaan perustuvat psykologiset muistiteoriat – kuten sensorinen muisti, työmuisti ja pitkäkestoinen muisti – eivät vastaa neokorteksin todellista hajautettua ja hierarkkista toimintaa. Hawkinsin ja muiden nykyaikaisten neuromorfisten mallien valossa muistia ei tule ajatella erillisinä lokaatioina, vaan hajautuneena toimintana, joka ilmenee aivokuoren hierarkkisesti järjestyneissä pylväissä. "Tiedon hakeminen muistista" on pikemminkin hajautuneiden pylväiden verkoston aktivoitumista ja näiden toiminnallisten tilojen muuttumista.

Hippokampuksen rooli skeemoissa: Hippokampus toimii korkeamman tason koordinaattorina, jonka kautta toiminnalliset skeemat – käyttäytymistä ja ajattelua ohjaavat dynaamiset mallit – ulottuvat hierarkkisesti aivokuoren primäärisille tasoille. Hippokampuksesta haarautuvat pylväsjoukot edustavat tiettyjä skeemoja. Useita skeemoja voi olla taustalla samanaikaisesti aktiivisina, mutta tietoisella tasolla ne kilpailevat hallitsevasta roolista, jolloin vain yksi skeema on kerrallaan tietoisuuden ytimessä.

Johtopäätös: Tämä kuvaus yhdistää Hawkinsin teoriat ja modernin aivotutkimuksen näkemykset aivokuoren hierarkkisesta ja hajautetusta toiminnasta. Aivot toimivat massiivisesti rinnakkaisena, hajautettuna verkostona, jossa neokorteksin pylväät käyttävät funktio- ja tilamuistia ennusteiden tekemiseen ja toimintojen ohjaamiseen. Perinteiset tietokonemetaforat eivät tee oikeutta tälle hienovaraiselle ja dynaamiselle järjestelmälle.


Todellisten aivojen ja nykyisten keinotekoisten neuroverkkojen vertailua

Todellisten aivojen ja nykyisten keinotekoisten neuroverkkojen välillä on huomattavia eroja, jotka liittyvät sekä rakenteeseen että toimintaperiaatteisiin. Vaikka keinotekoiset neuroverkot ovat kehittyneet valtavasti viime vuosikymmeninä ja niillä on saavutettu merkittäviä sovelluksia, kuten luonnollisen kielen käsittelyssä ja kuvantunnistuksessa, ne eivät vielä kykene jäljittelemään aivojen toimintaa kuin hyvin pintapuolisesti. Alla erittelen keskeisiä eroja, tämänhetkisen kehitystilan ja tulevaisuudennäkymät:

1. Nykyisten keinotekoisten neuroverkkojen ja todellisten aivojen erot

Arkkitehtuuri ja yhteydet: Keinotekoiset neuroverkot, kuten syvät konvoluutio- tai transformer-pohjaiset verkot, koostuvat staattisista kerroksista, jotka toimivat selkeinä syöttö- ja painojärjestelminä. Aivot taas ovat massiivisesti dynaamisia ja hierarkkisia. Aivokuoren pylväät ovat keskenään vahvasti yhteydessä sekä vaakasuunnassa että hierarkkisesti vertikaalisuunnassa, ja ne osallistuvat jatkuvaan rinnakkaisprosessointiin ja adaptiiviseen oppimiseen.


Signaalinkäsittely: Nykyiset neuroverkot käyttävät analogisia laskentateknologioita, joissa signaalit eivät ole pulssittavia. Todelliset aivot toimivat aktiopotentiaali pulsseina (spiking neural networks, SNN), joka mahdollistaen huomattavasti energiatehokkaamman laskennan.


Muistin ja prosessoinnin integraatio: Keinotekoisissa neuroverkoissa muisti (painot) ja prosessointi ovat erillisiä, mikä johtaa tehottomuuteen. Aivoissa muisti ja laskenta ovat tiiviisti integroituja neuronien ja synapsien tasolla, mahdollistaen tehokkaamman tiedon tallennuksen ja käsittelyn reaaliajassa.


Oppimismekanismit: Nykyiset neuroverkot perustuvat pääosin taaksepäin suuntautuvaan virheenlevitysalgoritmiin (backpropagation), vaativat suuria määriä dataa ja oppiminen ei tapahdu normaalin käytön aikana vaan vaatii erillisen opetus aiheen. Aivojen oppiminen tapahtuu paikallisesti synapsien tasolla heikosti tunnettuja biologisia mekanismeja hyödyntäen, kuten hebbilaista oppimista, on huomattavasti tehokkaampaa, eikä tarvitse erillistä opetusvaiihetta.


2. Pulssittavien neuroverkkojen kehitystaso

Pulssittavat neuroverkot (spiking neural networks, SNN) pyrkivät jäljittelemään aivojen tapaa käsitellä informaatiota sähköisten impulssien avulla. Tämän tekniikan tutkimus on vielä alkuvaiheessa, mutta lupaavia saavutuksia on saatu. Esimerkiksi Intel Loihi ja IBM TrueNorth ovat kehittäneet neuromorfisia siruja, jotka jäljittelevät spiking-verkkojen toimintaa ja käyttävät huomattavasti vähemmän energiaa kuin perinteiset digitaaliset neuroverkot.

3. Hawkinsin visiot ja kehityshankkeet

Jeff Hawkinsin tutkimus keskittyy biologisesti inspiroituneiden tekoälyjärjestelmien kehittämiseen, joissa aivokuoren hierarkkiset ja muistipohjaiset prosessointimekanismit jäljitellään tarkemmin. Hänen yrityksensä Numenta on kehittänyt teoriaa nimeltä Thousand Brains Theory, jossa aivokuoren pylväät nähdään rinnakkaisina karttoina, jotka prosessoivat ja ennustavat sensorista tietoa.

Hawkinsin työ viittaa siihen, että tekoälyn kehitys voisi hyötyä aivokuoren biologisista mekanismeista oppimalla: Aivokuoren hierarkkinen rakennusperiaate (pylväiden järjestäminen alueiksi); Paikallinen oppiminen ja tilamuistin käyttö; Ennakoiva prosessointi ja mallien jatkuva päivittäminen.


4. Aivojen prosessoinnin jäljittely ja tarvittava teknologia

Todellisten aivojen jäljittely edellyttää uudenlaista elektroniikkaa. Nykyiset tietokoneet eivät sovellu tehokkaasti aivojen toimintojen simulointiin johtuen:

• Tehonkulutuksesta: Suuret neuroverkot, kuten GPT-4, vaativat valtavia energiamääriä, mikä tekee niistä kalliita ja ympäristökuormittavia. Neuromorfisen elektroniikan kehitys voisi tuoda merkittäviä etuja.

• Hajautetun prosessoinnin puutteesta: Todellisten aivojen rinnakkaisprosessoivaa arkkitehtuuria on vaikea jäljitellä lineaarisilla järjestelmillä.


29.11.2024 Täydentävä päivitys:

Tunteet ja hermoston välittäjäaineet biologisista aivoissa ja neuromorfissa tekoälyissä

Johdanto: Biologisten aivojen toiminnallinen rakenne

Aivot voidaan jakaa kahteen suureen kokonaisuuteen: meemikone ja liskoaivot. Tämä jako heijastaa aivojen rakenteellista ja toiminnallista työnjakoa, joka auttaa selventämään eroja psykologisten ja biologisten prosessien välillä. Meemikone, joka koostuu pääasiassa neokorteksista, on kulttuurisen ja kognitiivisen oppimisen keskus. Liskoaivot taas sisältävät evolutiivisesti vanhempia rakenteita, kuten mantelitumakkeen, hypotalamuksen ja aivorungon, ja ne ohjaavat lajityypillisiä, nopeasti syntyviä reaktioita.

Primaarit ja sekundaarit tunteet

Tunteet voidaan jaotella kahteen pääluokkaan niiden hermostollisen perustan ja syntytapojen mukaan:

Primaarit tunteet: Evolutiivisesti vanhoja, automaattisia ja universaaleja tunteita, kuten pelko, ilo ja viha. Ne syntyvät liskoaivojen toiminnasta ja ovat nopeita reaktioita ulkoisiin ärsykkeisiin. Näiden tunteiden syntyyn osallistuvat erityisesti mantelitumake, hypotalamus ja aivorunko.

Sekundaarit tunteet: Kehittyneempiä, sosiaalisiin ja kulttuurisiin kokemuksiin sidoksissa olevia tunteita, kuten häpeä, syyllisyys ja ylpeys. Nämä tunteet edellyttävät meemikoneen kognitiivista toimintaa, jossa primaaritunteita arvioidaan ja tulkitaan uudelleen.


Liskoaivot: Primaarit tunteet ja niiden mekanismit

Liskoaivojen rakenteet, kuten mantelitumake ja hypotalamus, synnyttävät primaarit tunteet ja ohjaavat automaattisia selviytymisreaktioita. Näitä tunteita leimaavat välittömät fysiologiset muutokset, kuten sympaattisen hermoston aktivaatio taistelun tai paon valmistelussa. Esimerkkejä primaaritunteiden mekanismeista:

Mantelitumake: Tunnistaa uhkia ja laukaisee pelkoreaktioita.

Hypotalamus: Säätää autonomista hermostoa ja hormonitoimintaa.

Aivorunko: Ohjaa refleksinomaisia motorisia reaktioita, kuten jähmettymistä vaaran uhatessa.


Primaarit tunteet ovat tärkeitä lajinsäilymisen kannalta ja toimivat ennen tietoista harkintaa, mikä tekee niistä nopeita ja tehokkaita.

Meemikone: Sekundaarit tunteet ja niiden synty

Sekundaarit tunteet syntyvät meemikoneen toiminnassa, kun primaaritunteiden herätteitä tulkitaan kognitiivisesti uudelleen ja liitetään kulttuurisiin merkityksiin. Meemikone, erityisesti neokorteksi, yhdistää primaaritunteet aiempiin kokemuksiin, sosiaalisiin normeihin ja opittuihin malleihin. Näin syntyvät monimutkaisemmat tunnetilat, kuten häpeä tai ylpeys. Tämän prosessin keskeiset vaiheet:

1. Primaaritunteiden tulkinta: Meemikone arvioi tunteen syyn ja merkityksen. Esimerkiksi pelko voi muuttua häpeäksi, jos tilanne liittyy sosiaaliseen epäonnistumiseen.


2. Kognitiivinen uudelleenarviointi: Neokorteksi voi vähentää tai voimistaa primaaritunteen vaikutusta arvioimalla tilanteen uudelleen.


3. Sosiaalinen merkitys: Sekundaarit tunteet syntyvät meemikoneen kyvystä asettaa primaaritunteet kulttuuriseen ja sosiaaliseen kontekstiin.



Hermoston välittäjäaineet ja tunteiden säätely

Tunteiden synty ja säätely perustuvat aivojen hermosolujen sähkökemialliseen toimintaan, jota välittäjäaineet modulovat. Välittäjäaineiden rooli on verrattavissa ilmastoon, joka muokkaa säätiloja: ne eivät itse tuota tiettyjä toimintoja, mutta vaikuttavat hermoverkkojen toimintaan ja käyttäytymisen suuntaamiseen. Esimerkkejä välittäjäaineiden vaikutuksista:

Primaarit tunteet:

Dopamiini: Motivoi toimintaa ja vahvistaa palkitsevia reaktioita.

Noradrenaliini: Aktivoi sympaattista hermostoa ja valmiustilaa.

Serotoniini: Tasapainottaa primaaritunteiden voimakkuutta.


Sekundaarit tunteet:

Dopamiini ja glutamaatti: Tehostavat kognitiivista prosessointia ja tunteiden uudelleentulkintaa.

Serotoniini: Säätelee tunteiden pitkäkestoisuutta.

Asetyylikoliini: Mahdollistaa tarkkaavaisuuden ja syvällisen analyysin.



Välittäjäaineet muodostavat mekanismin, jolla aivojen eri alueet kommunikoivat ja säätelevät sekä yksinkertaisia että monimutkaisia tunnetiloja. Tämä vuorovaikutus mahdollistaa yksilön joustavan sopeutumisen ympäristöön ja sosiaalisiin tilanteisiin.

Yhteenveto: Tunteiden kokonaisvaltainen ymmärtäminen

Primaarit ja sekundaarit tunteet edustavat hermoston ja psykologisten prosessien eri tasoja. Liskoaivojen tuottamat primaarit tunteet ovat nopeasti syntyviä ja biologisesti ohjelmoituja reaktioita, kun taas meemikoneen tuottamat sekundaarit tunteet edellyttävät tietoista arviointia ja oppimista. Hermoston välittäjäaineet säätelevät molempien tasojen toimintaa, mahdollistaen monipuolisen ja sopeutuvan tunne-elämän. Tämä jaottelu tarjoaa syvällisen ymmärryksen siitä, miten tunteet heijastavat aivojen rakenteellista ja toiminnallista yhteistyötä.

Meemikone edusti merkittävää emergenttiä hyppyä kehityksessä, sillä se mahdollisti ajatusten abstrahoinnin ja tarkemman kommunikaation ryhmien välillä. Kieli ei pelkästään tehostanut yksilöiden välistä tiedonvaihtoa, vaan se myös loi perustan kollektiivisille käsitteille, kuten yhteisöllisyydelle ja kulttuurille.

Lateralisaation merkitys: Kielellinen ajattelu ja rationaalinen käyttäytyminen ovat voimakkaasti riippuvaisia aivojen vasemmasta puoliskosta, erityisesti Brocan ja Wernicken alueista. Tämä lateralisaatio mahdollisti tehokkaan kielellisen prosessoinnin, mutta se yhdistyy myös oikean aivopuoliskon vahvuuksiin, kuten tunteiden ja tilallisten mielikuvien käsittelyyn. Näin syntyy yhteispeli, jossa liskoaivojen tunneperäiset impulssit täydentävät meemikoneen abstraktia ajattelua.



Sovelluksia sosiaalisen vuorovaikutuksen oppimisessa

1. Varhaisessa oppimisessa: Liskoaivot luovat perustan kiintymykselle ja tunteiden tunnistamiselle, mutta meemikone alkaa hallita vuorovaikutusta, kun lapsi oppii tulkitsemaan vanhempiensa ilmeitä, äänenpainoja ja eleitä. Tämä kyky laajenee matkimisen ja kokemusten yhdistämisen kautta.


2. Sosiaalinen joustavuus: Meemikone kehittää kyvyn säädellä ja muokata liskoaivojen impulsiivisia reaktioita. Esimerkiksi lapsi, joka oppii jakamisen tärkeyden (kulttuurinen normi), voi tukahduttaa halunsa omia leluja itselleen.


3. Tunteiden ilmaiseminen ja ymmärtäminen: Sanattoman viestinnän tulkinta perustuu osittain liskoaivojen nopeisiin reaktioihin, mutta myös meemikoneen rutinoituihin toimintoihin. Esimerkiksi vihaisen ilmeen havaitseminen mantelitumakkeessa saa lisämerkityksen, kun neokorteksi analysoi tilanteen ja liittää sen keskustelun sisältöön. Meemikone antaa molemmille tasoille kontekstin ja tietoinen toiminta käynnistyy vasta, jos rutiinit eivät riitä. Tämä mahdollistaa esimerkiksi sen, että jokapäiväiset rutiinit sujuvat samaan aikaan, kun tietoinen mieli askaroin muissa puuhissa.



Esimerkkejä käytännön sovelluksista

1. Oppiminen ryhmässä: Liskoaivot auttavat pitämään yksilön valppaana ryhmän jännitteissä (esim. mantelitumakkeen aktivoituminen johtuen äänen korottamisesta). Meemikone tulkitsee tämän reaktion ja antaa sen perusteella toimintasuosituksen, kuten rauhoittavan eleen tekemisen.


2. Konfliktien ratkaisu: Liskoaivot voivat tuottaa välittömiä stressireaktioita, mutta meemikone auttaa näkemään konfliktin pidemmässä perspektiivissä, mahdollistaen neuvottelut ja yhteistyön.


3. Kulttuurien välinen viestintä: Meemikone oppii uudet kielelliset ja sanattomat viestintätavat, mutta liskoaivojen tunneperäiset reaktiot (esim. epämukavuus vieraista tavoista) voivat asettaa rajoitteita, ellei niitä tietoisen harjoittelun avulla hallita.



Johtopäätökset

Sosiaalisen vuorovaikutuksen oppiminen on jatkuva prosessi, jossa liskoaivot ja meemikone pelaavat yhdessä ainutlaatuista roolia. Liskoaivot tarjoavat nopean ja intuitiivisen perustan, kun taas meemikone mahdollistaa tämän perustan muokkaamisen kulttuurisesti ja kognitiivisesti sopivaksi. Tämä yhteistyö antaa ihmiselle kyvyn toimia tehokkaasti sekä arvaamattomissa että hienovaraisissa sosiaalisissa tilanteissa.


Tunteet ja hermoston välittäjäaineet neuromorfisen tekoälyn näkökulmasta

Neuromorfisen tekoälyn kehittämisessä pyritään jäljittelemään biologisten aivojen toimintaperiaatteita, mukaan lukien tunteiden ja hermoston välittäjäaineiden kaltaisten mekanismien merkitystä. Tunteet ja välittäjäaineet eivät ole ainoastaan ihmisaivojen piirre, vaan ne ovat ratkaisevia kokonaisvaltaisten, ennakoivien ja adaptiivisten järjestelmien rakentamisessa. Neuromorfinen tekoäly voi hyötyä näiden mekanismien jäljittelemisestä seuraavilla tavoilla:

1. Välittäjäaineiden rooli signaalien moduloinnissa

Biologisissa aivoissa välittäjäaineet, kuten dopamiini, serotoniini ja noradrenaliini, säätelevät hermosolujen välistä viestintää ja vaikuttavat esimerkiksi oppimiseen, motivaatioon ja päätöksentekoon. Neuromorfisessa tekoälyssä tämä voidaan toteuttaa luomalla järjestelmiä, joissa:

Painokertoimien dynaaminen säätö jäljittelee välittäjäaineiden vaikutusta synaptisiin yhteyksiin. Esimerkiksi "tekoälydopamiini" voisi toimia palkitsemisjärjestelmänä, joka vahvistaa onnistuneita malleja ja ennusteita.

Joustavat tilanvaihdot, kuten keskittymisen ja luovuuden välillä, imitoivat aivojen kykyä mukautua muuttuvien tilavaatimusten mukaan.


2. Tunteiden merkitys priorisoinnissa ja päätöksenteossa

Tunteet toimivat biologisissa järjestelmissä nopeana tapana arvioida tilanteita ja ohjata toimintaa. Ne eivät ole irrationaalisia, vaan ne perustuvat evolutiivisesti kehittyneisiin mekanismeihin. Neuromorfisessa tekoälyssä tunteiden kaltaisia toimintoja voidaan simuloida:

Priorisointijärjestelmänä, jossa erilaiset tilat, kuten "pelko" (uhkien välttäminen) tai "ilo" (oppimisen vahvistaminen), määrittävät resurssien jakautumista ja päätöksentekoa.

Ennustettujen seurausten painotuksessa, jossa "tekoälytunne" ohjaa resurssien suuntaamista joko uusien mahdollisuuksien tutkimiseen tai olemassa olevan tiedon vahvistamiseen.


3. Hierarkkiset mallit ja tunteiden integrointi

Jeff Hawkinsin teoriat hierarkkisista malleista ja paikallisista neokortikaalisista pylväistä (cortical columns) korostavat aivojen hajautettua prosessointia. Neuromorfinen tekoäly voi hyödyntää tätä mallia rakentamalla tunteiden simuloinnin osaksi hierarkista tilakonejärjestelmää:

Ajalliset tunnekontekstit voivat ohjata tekoälyn ennusteita ja reaktioita muuttuvissa olosuhteissa. Esimerkiksi "tekoälyn pelko" voi lisätä ennusteen tarkkuutta kriittisissä tilanteissa.

Paikallisten ja globaalien mallien integraatio, jossa yksittäiset osat (pylväät) käsittelevät tunteiden kaltaisia tiloja, mutta yhdistyvät koko järjestelmän tasolla dynaamiseksi kokonaisuudeksi.


4. Oppiminen ja muistaminen tunteiden avulla

Biologiset aivot yhdistävät kokemuksia tunteisiin, mikä vahvistaa muistijälkiä ja ohjaa tulevaa käyttäytymistä. Neuromorfinen tekoäly voisi toteuttaa vastaavaa mekanismia:

Painotettu muistimekanismi, jossa tiettyjen tapahtumien oppimista tehostetaan "tekoälytunteilla".

Tilalliset prioriteetit, joissa emotionaalisesti merkitykselliset tapahtumat (esim. palkinto tai rangaistus) ohjaavat resurssien jakautumista muistissa.


5. Välittäjäaineiden ja tunteiden käytännön sovellukset tekoälyssä

Neuromorfisessa tekoälyssä välittäjäainejärjestelmän ja tunteiden simulointi voisi auttaa luomaan järjestelmiä, jotka ovat:

Resilienttejä ja joustavia, koska ne mukautuvat ympäristön muutoksiin samalla tavalla kuin biologiset aivot.

Intuitiivisempia vuorovaikutuksessa, koska ne käyttävät tunteiden kaltaisia tiloja ohjaamaan käyttäytymistä inhimillisellä tavalla.

Tehokkaita päätöksenteossa, koska ne voivat integroida suuria tietomääriä priorisoimalla ja suodattamalla olennaisen tiedon tunteiden kaltaisten mekanismien avulla.


Lopuksi

Neuromorfisen tekoälyn kehittäminen ei tarkoita ainoastaan laskennallisen tehokkuuden lisäämistä, vaan myös aivojen keskeisten mekanismien, kuten välittäjäaineiden ja tunteiden, ymmärtämistä ja jäljittelemistä. Tavoitteena on luoda järjestelmiä, jotka pystyvät ennakoimaan, oppimaan ja mukautumaan monimutkaisessa ympäristössä yhtä tehokkaasti kuin biologiset aivot.

4.12.2024 Täydentävä päivitys:
Memeettinen evoluutio sosiologian kattoteoriana

Memeettisen evoluution ymmärtämiseksi on hyödyllistä korostaa, että geenien ja meemien välinen analogia on vain karkea, havainnollistava metafora. On tärkeää huomata kaksi merkittävää eroa näiden välillä: ensinnäkin meemeillä ei ole "genotyyppiä" vastaavaa informaation säilytysmekanismia. Toisin kuin geenit, jotka välittävät perinnöllistä informaatiota hedelmöityksen hetkellä, meemit välittävät informaatiota potentiaalisesti jokaisessa intersubjektiivisessa vuorovaikutustilanteessa. Tämä jatkuva tiedonvälityksen mahdollisuus tekee memeettisestä evoluutiosta huomattavasti geneettistä evoluutiota nopeampaa.

Meemit eivät ole yhteisön kollektiivisesti jakamaa tietoa, vaan jokainen yksilö tallentaa ja tulkitsee niitä omalla subjektiivisella tavallaan. Tämä mekanismi mahdollistaa yksilöllisen oppimisen ja kokemusten hyödyntämisen elämän aikana, minkä vuoksi memeettinen evoluutio on dynaaminen ja nopeasti sopeutuva prosessi. Geneettisestä evoluutiosta poiketen meemit muotoutuvat jatkuvasti yksilöiden välisessä vuorovaikutuksessa ilman, että niitä voitaisiin ymmärtää "kiinteinä" tai pysyvinä yksiköinä.

Evoluutioalgoritmimetafora

Memeettistä evoluutiota voidaan havainnollistaa evoluutioalgoritmin metaforan avulla. Sosiaalisen yhteisön yksilöiden käsitykset voidaan ajatella algoritmin ratkaisukoukkuna, joka kehittyy intersubjektiivisessa vuorovaikutuksessa. Tämä korostaa, ettei yhteisössä ole olemassa suoraan jaettua kollektiivista ymmärrystä. Yhteisön kulttuuri syntyy yksilöiden välisten vuorovaikutusten summana, eikä se ole missään erillisenä ilmiönä.

Tässä prosessissa yksilöiden käsitysten monimuotoisuus, eli diversiteetti, toimii merkittävänä kehityksen ajurina. Uudet ja divergoivat ideat rikastuttavat yhteisön kulttuuria ja luovat pohjaa uudenlaiselle ajattelulle. Samalla sosiaalinen paine muiden yksilöiden käyttäytymisen ja mielipiteiden perusteella tuottaa konvergoivaa vaikutusta, joka yhdensuuntaistaa käsityksiä. Tämä dynaaminen jännite divergoivan ja konvergoivan ajattelun välillä on keskeistä memeettisen evoluution kyvylle sopeutua ja kehittyä.

Yksilöiden kuollessa heidän subjektiiviset käsityksensä katoavat, mutta kulttuuri säilyy muiden yksilöiden mielissä sekä erilaisina tallenteina, kuten kirjoituksina, taiteena ja teknologiana. Tämä jatkuvuuden ja katoamisen välinen tasapaino tekee memeettisestä evoluutiosta ainutlaatuisen dynaamisen prosessin. Kulttuuri on sidoksissa yhteisöön, joka sitä ylläpitää – jos yhteisö kuolee sukupuuttoon, katoaa myös sen kulttuuri.

Evoluutioalgoritmin metafora auttaa myös havainnollistamaan kulttuurin olemassaolon rajallisuutta ja sen jatkuvaa muuttumista. Memeettinen evoluutio on eräänlainen yhteisön ajattelun "ratkaisuprosessi", jossa yksilöiden subjektiiviset käsitykset muokkaavat ja ylläpitävät kulttuurin horisonttia. Tämä dynaaminen prosessi selittää sekä kulttuurien monimuotoisuutta että niiden kykyä mukautua uusiin haasteisiin. Diversiteetti tuottaa uusia mahdollisuuksia, kun taas konvergenssi takaa kulttuurin säilymisen ja jatkuvuuden.

Tämä lähestymistapa tarjoaa mahdollisuuden ymmärtää memeettistä evoluutiota syvällisemmin ja havainnollistaa sen toimintaa laajemmalle yleisölle. Se tuo esiin myös sen, kuinka kulttuuri-instituutiot voivat toimia sekä divergenssin että konvergenssin voimina – joko rohkaisemalla uudenlaista ajattelua tai yhtenäistämällä käsityksiä. Näin memeettisen evoluution prosessia voidaan tarkastella sekä yksilö- että yhteisötasolla dynaamisena ja itseään jatkuvasti uudistavana ilmiönä.

Memeettinen naturalismi: kattoteoria sosiologisten suuntausten yhdistäjänä

Memeettinen naturalismi tarjoaa ainutlaatuisen näkökulman, joka voi yhdistää erilaisia sosiologisia teorioita ja selittää yhteiskunnan rakenteiden olemassaolon ja kehityksen materiaalisessa todellisuudessa. Tämä lähestymistapa tarkastelee kulttuuria ja yhteiskunnallisia instituutioita subjektien mielissä tallentuneiden meemien kokonaisuutena, jotka kehittyvät jatkuvasti memeettisessä evoluutiossa. Teoria nojaa materiaaliseen ymmärrykseen ihmismielestä ja korostaa, että kaikki yhteiskunnalliset rakenteet ovat olemassa vain yksilöiden välisessä vuorovaikutuksessa, subjektiivisina käsityksinä.

Yhteiskunnalliset rakenteet meemien muodostamina horisontteina

Memeettisen naturalismin näkökulmasta yhteiskunnan rakenteet, kuten instituutiot, arvot ja normit, eivät ole itsenäisesti olemassa olevia "olioita", vaan ne ilmenevät subjektiivisina ymmärryksinä, jotka on omaksuttu yhteisön kulttuurista. Nämä ymmärrykset muotoutuvat yksilöiden mielissä vuorovaikutuksessa muiden kanssa ja säilyvät ainoastaan niin kauan kuin ne ovat aktiivisessa käytössä. Esimerkiksi "valtio" ei ole konkreettinen olento, vaan abstrakti käsite, joka syntyy yksilöiden yhteisesti jakamista meemikäsityksistä ja näiden toteuttamasta käyttäytymisestä.

Tämä teoria haastaa sosiologisten suuntausten taipumuksen käsitellä yhteiskunnallisia rakenteita itsenäisinä toimijoina. Esimerkiksi marxilainen ajatus luokkataistelusta tai weberiläinen byrokratian analyysi voidaan tulkita memeettisinä prosesseina, joissa yksilöiden subjektiiviset meemit määrittävät heidän toimintansa ja käsityksensä yhteiskunnan toiminnasta. Memeettinen naturalismi tarjoaa näin keinon selittää, miten rakenteet ovat olemassa vain subjektiivisissa mielissä ja miten ne kehittyvät ajan myötä.

Memeettinen evoluutio sosiokulttuurisen muutoksen moottorina

Memeettinen evoluutio selittää, miten yhteiskunnalliset rakenteet muuttuvat ja sopeutuvat uusiin olosuhteisiin. Evoluutioalgoritmin metafora havainnollistaa tätä prosessia: yksilöiden subjektiiviset käsitykset muodostavat eräänlaisen "ratkaisutilan", joka muokkautuu jatkuvassa vuorovaikutuksessa. Kulttuurin diversiteetti tuottaa uusia mahdollisuuksia, kun taas sosiaalinen paine luo konvergoivia vaikutuksia, jotka yhdensuuntaistavat käsityksiä. Tämä dynaaminen jännite divergenssin ja konvergenssin välillä on olennainen osa yhteiskuntien kykyä mukautua ja uusiutua.

Esimerkiksi modernisaatio voidaan nähdä memeettisenä prosessina, jossa yksilöiden uudet käsitykset teknologiasta, arvoista ja yhteiskunnallisista käytännöistä leviävät ja kehittyvät yhteisön sisällä. Tämä prosessi ei ole lineaarinen eikä täysin ennustettavissa, koska se riippuu yksilöiden subjektiivisista reaktioista ja uusien meemien soveltuvuudesta vallitseviin olosuhteisiin.

Kulttuuri materiaalisten rakenteiden ylläpitäjänä

Vaikka yhteiskunnalliset rakenteet ovat olemassa subjektiivisina meemikäsityksinä, ne voivat saada näkyvän materiaalisen ilmenemismuodon instituutioiden ja teknologioiden kautta. Esimerkiksi koululaitos ei ole vain abstrakti ajatus, vaan konkreettinen instituutio, jonka olemassaolo perustuu yksilöiden mielissä oleviin käsityksiin koulutuksen merkityksestä ja toiminnasta. Tämä materiaalinen ilmenemismuoto mahdollistaa meemien tehokkaan säilymisen ja välittämisen uusille sukupolville.

Kulttuurin materiaalinen ulottuvuus toimii myös tärkeänä dynaamisen muutoksen mahdollistajana. Esimerkiksi digitaalinen viestintäteknologia on luonut uusia väyliä meemien välittämiseen, mikä on nopeuttanut ja monipuolistanut kulttuurista muutosta. Tämä teknologinen kehitys voidaan ymmärtää osana memeettistä evoluutiota, joka on tuottanut uusia ratkaisuja yhteisön tarpeisiin.

Yhteiskunnan muutoksen ymmärtäminen memeettisen naturalismin kautta

Memeettinen naturalismi tarjoaa kattavan selityksen siitä, miten yhteiskunta kehittyy ja miten sen rakenteet säilyvät. Se yhdistää sosiologisia suuntauksia korostamalla, että kaikki yhteiskunnalliset ilmiöt ovat lopulta sidoksissa yksilöiden mieliin ja näiden väliseen vuorovaikutukseen. Tämä lähestymistapa tuo esiin kulttuurisen evoluution dynaamisuuden ja selittää, miksi yhteiskunnat voivat samanaikaisesti olla sekä vakauden että muutoksen näyttämöitä.

Memeettinen naturalismi haastaa perinteisen näkemyksen, jossa yhteiskunnalliset rakenteet nähdään pysyvinä ja ulkoisina, korostaen niiden subjektiivista ja jatkuvasti muuttuvaa luonnetta. Tämä teoria tarjoaa välineitä ymmärtää monimutkaisia kulttuurisia ilmiöitä ja niiden vaikutusta yksilöihin ja yhteisöihin, tehden siitä arvokkaan työkalun sosiologisen ajattelun ja tutkimuksen kehittämisessä.
-----
Päivitykset:
20.11.2024 Korjattu kirjoitusvirheitä ja selvennetty ilmaisuja
25.11.2024 Täydentävä päivitys: Tavoitteena neuromorfinen tekoäly
29.11.2024 Täydentävä päivitys: Tunteet ja hermoston välittäjäaineet biologisista aivoissa ja neuromorfissa tekoälyissä
4.12.2024 Täydentävä päivitys: Memeettinen evoluutio sosiologian kattoteoriana

Omia jäsentelyitä aivojen rakennekohtaan. Eli aivojen kehitys noudattaa käsittääkseni periaatetta, jonka mukaan mitä spesifimpää tietoa aivojen alue käsittelee, sitä enemmän sen rakenne on geenien ohjaamaa, kun taas vähemmän spesifi tieto muovautuu enemmän ympäristön ja kokemusten perusteella. Spesifit alueet, kuten sensoriset ja motoriset aivoalueet, rakentuvat käytännössä täysin geenien ohjaamina. Näiden alueiden hermoverkot ovat tarkasti määriteltyjä, sillä ne käsittelevät selkeästi rajattuja tehtäviä, kuten näkö- tai liiketietoa. Ympäristön ärsykkeet voivat hienosäätää niiden toimintaa, mutta perustavanlaatuinen rakenne on geeneissä ohjelmoitu.

Toisaalta vähemmän spesifiä tietoa käsittelevät aivoalueet, kuten assosiatiiviset ja korkeammat kognitiiviset alueet, kehittyvät pääosin ympäristön ja kokemusten vaikutuksesta. Näillä alueilla geenit määrittävät vain kehityksen perusrakenteet ja säännöt, mutta hermoverkkojen lopullinen organisaatio ja toiminta muovautuvat oppimisen, sosiaalisen vuorovaikutuksen ja kulttuurin kautta. Hippokampus ja mantelitumake edustavat yhdistelmää, jossa geenit ja ympäristö toimivat rinnakkain. Näiden limbisen järjestelmän osien perustoiminnot, kuten muistojen tallentaminen ja tunteiden säätely, rakentuvat geneettisesti, mutta kokemukset ja ympäristön vaikutukset muokkaavat niiden herkkyyttä ja toimintatapoja, esimerkiksi stressin tai trauman myötä.

Hermoverkkojen plastisuus ympärisrön ja kokemusten mukaan rakentuvilla alueilla on osittain geeneissä ohjelmoitua, mutta muovautuminen on yksilöllistä ja riippuu siitä, kuinka paljon stimulaatiota aivot saavat.

Temperamentti heijastaa sitä, miten geenit ohjaavat aivojen rakennetta ja toimintaa, erityisesti tunteiden säätelyyn ja reaktioherkkyyteen liittyvillä alueilla. Se liittyy synnynnäisiin taipumuksiin, mutta sen ilmenemiseen voivat vaikuttaa myös ympäristön ja kokemusten muokkaavat tekijät. Lahjakkaiden yksilöiden aivot kehittävät erityisen muovautuvia ja tehokkaita synapseja, jotka mahdollistavat nopeamman oppimisen ja taidoissa kehittymisen. Lahjakkuus syntyy geneettisen potentiaalin ja ympäristön stimulaation vuorovaikutuksesta, jossa molemmat tekijät ovat ratkaisevan tärkeitä.

Aivojen kehityksessä geenit luovat siis perusrakenteet ja toimintatavat, mutta ympäristö ja kokemukset viimeistelevät hermoverkkojen organisoinnin ja toimintamallit. Spesifit alueet ovat vahvemmin geenien määrittelemiä, kun taas monimutkaisempien ja vähemmän spesifien alueiden kehitys riippuu kokemuksista. Limbisen järjestelmän osat, kuten hippokampus ja mantelitumake, tasapainoilevat näiden kahden tekijän välillä. Yksilön ominaisuudet, kuten temperamentti ja lahjakkuus, ilmentävät tätä dynaamista vuorovaikutusta geenien ja ympäristön välillä.

Alla lista erilaisista rakenteista eri aivoalueilla:
- Pylväsrakenne: Näköaivokuori, tuntoaivokuori, kuuloaivokuori.
- Kerrosrakenne: Aivokuori (korteksi) kauttaaltaan, erityisesti primaarit sensoriset ja motoriset alueet.
- Pallosolut ja pallorakenne: Pikkuaivot (Purkinjen solukerros, rakeissolukerros).
- Diffuusi verkosto: Talamus, aivorunko.
- Klusterirakenne (clusters): Tyvitumakkeet (nucleus caudatus, putamen), mantelitumake.
- Verkkomaiset rakenteet: Retikulaarinen järjestelmä (aivorunko).
- Paikkasolu- ja ruutusolujärjestelmät: Hippokampus, entorinaalinen aivokuori.
- Siltarakenteet ja hermoradat: Aivokurkiainen (corpus callosum), assosiatiiviset radat.
- Pikkuaivojen lehtirakenne: Pikkuaivot.

Olen samaa mieltä kaikista täydennyksiä, mitä Stadin öljylanne esitti. Ne ovat yhteensopivia avauksessa esitettyjen näkemysten kanssa. Hänen esille tuomien monien rakenteiden toiminnalliset roolit tarkentuvat jatkokeskustelun kuluessa.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑20 Marras 2024, 05:20

Kuten tuossa aiemmin totesin, ajatuksesi ovat mielestäni hyvin yhteensopivia avauksessa esitetyn kanssa. Kommentoin tässä nyt joitakin asioita vähän tarkemmin. Yritän tulkita esittämäsi ajatukset kehittelemäni memeettisen naturalismin näkökulmasta, jotta voit kritisoida niitä tarpeen mukaan omasta näkökulmastasi.

----
" ... aivojen kehitys noudattaa käsittääkseni periaatetta, jonka mukaan mitä spesifimpää tietoa aivojen alue käsittelee, sitä enemmän sen rakenne on geenien ohjaamaa, kun taas vähemmän spesifi tieto muovautuu enemmän ympäristön ja kokemusten perusteella. Spesifit alueet, kuten sensoriset ja motoriset aivoalueet, rakentuvat käytännössä täysin geenien ohjaamina. Näiden alueiden hermoverkot ovat tarkasti määriteltyjä, sillä ne käsittelevät selkeästi rajattuja tehtäviä, kuten näkö- tai liiketietoa. Ympäristön ärsykkeet voivat hienosäätää niiden toimintaa, mutta perustavanlaatuinen rakenne on geeneissä ohjelmoitu."

Tämän voi tulkita työnjakona liskoaivojen ja meemikoneen välillä. Tuo ympäristön ja sisäisen tilan sistimiseen liittyvän tiedon muodostus ja siihen reagoiminen on kehittynyt fylogeneesin aikana ja tallentunut geneettiseksi informaatioksi.

----
"Toisaalta vähemmän spesifiä tietoa käsittelevät aivoalueet, kuten assosiatiiviset ja korkeammat kognitiiviset alueet, kehittyvät pääosin ympäristön ja kokemusten vaikutuksesta. Näillä alueilla geenit määrittävät vain kehityksen perusrakenteet ja säännöt, mutta hermoverkkojen lopullinen organisaatio ja toiminta muovautuvat oppimisen, sosiaalisen vuorovaikutuksen ja kulttuurin kautta."

Tämä rationaalinen informaatio eli käsityksemme todellisuudesta omaksumme ontogeneesin aikana ja se tallentuu mieliimme memeettisenä informaationa.

----
"Hippokampus ja mantelitumake edustavat yhdistelmää, jossa geenit ja ympäristö toimivat rinnakkain. Näiden limbisen järjestelmän osien perustoiminnot, kuten muistojen tallentaminen ja tunteiden säätely, rakentuvat geneettisesti, mutta kokemukset ja ympäristön vaikutukset muokkaavat niiden herkkyyttä ja toimintatapoja, esimerkiksi stressin tai trauman myötä."

Näiden välityksellä liskoaivot kytkeytyvät meemikoneeseen. Hippokampus toimii mielen virtuaalitodellisuuden "navigaattorina" eli aktivoi kulloisenkin konteksti prosessin ja sen sisältämät objektiprosessit toiviksi, joita täydennetään reaaliaikaisilla aistimuksilla.. Nämä samat prosessit tuottavat mielenvirtaa myös niitä muistellessa ja unta nähdessä. Mantelitumakkeen välittää meemikoneeseen laadulliset fysiologiset tuntemukset (kvaliat). Kvaliat aktivoivat myös liskoaivojen lajityypilliset reaktiot näihin kokemuksiin. Meemikoke voi kontrolloida näitä primitiivireaktioita.

----
"Hermoverkkojen plastisuus ympärisrön ja kokemusten mukaan rakentuvilla alueilla on osittain geeneissä ohjelmoitua, mutta muovautuminen on yksilöllistä ja riippuu siitä, kuinka paljon stimulaatiota aivot saavat."

Tämä pätee niin liskodivouhin kuin meemikoneeseenkin. Liskoaivoissa plastisuus on kuitenkin lähinnä vain adaptiivista toimintaa varsinaisten toimintamekanismien pysyessä muuttumattomina. Sitä vastoin meemikoneen toiminnot ovat lähes täysin yksilön ontogeneesin myötä opittua.

----
"Temperamentti heijastaa sitä, miten geenit ohjaavat aivojen rakennetta ja toimintaa, erityisesti tunteiden säätelyyn ja reaktioherkkyyteen liittyvillä alueilla. Se liittyy synnynnäisiin taipumuksiin, mutta sen ilmenemiseen voivat vaikuttaa myös ympäristön ja kokemusten muokkaavat tekijät. Lahjakkaiden yksilöiden aivot kehittävät erityisen muovautuvia ja tehokkaita synapseja, jotka mahdollistavat nopeamman oppimisen ja taidoissa kehittymisen. Lahjakkuus syntyy geneettisen potentiaalin ja ympäristön stimulaation vuorovaikutuksesta, jossa molemmat tekijät ovat ratkaisevan tärkeitä."

Tämä on aihepiiri, josta haluaisin oppia lisää. Ehkä nämä tempperamenttiin liittyvät piirteen määräytyvät osin liskoaivojen toiminnoista ja osin meemikoneen geneettistä alkuasetuksista. Jonkin verran adaptiivisuutta on jo liskosivoissa, mutta meemikoneen toiminnot ovat lähes kokonaan yksilön empiiristen kokemusten perusteella muodostettuja ajatustottumuksia.

----
"Aivojen kehityksessä geenit luovat siis perusrakenteet ja toimintatavat, mutta ympäristö ja kokemukset viimeistelevät hermoverkkojen organisoinnin ja toimintamallit. Spesifit alueet ovat vahvemmin geenien määrittelemiä, kun taas monimutkaisempien ja vähemmän spesifien alueiden kehitys riippuu kokemuksista. Limbisen järjestelmän osat, kuten hippokampus ja mantelitumake, tasapainoilevat näiden kahden tekijän välillä. Yksilön ominaisuudet, kuten temperamentti ja lahjakkuus, ilmentävät tätä dynaamista vuorovaikutusta geenien ja ympäristön välillä."

Hyvin pitkälle juuri näin minäkin ajattelen.


----
Lisään tuohon seuraavaan listaan kommentteja hakasilkuihin.

Alla lista erilaisista rakenteista eri aivoalueilla:

- Pylväsrakenne: Näköaivokuori, tuntoaivokuori, kuuloaivokuori.

[Olen ymmärtänyt, että pylväsrakenne kattaa koko aivokuoren, sen kaikki – niin liskoaivoihin kuin meemikoneeseen sisältyvät – aivoalueet.]

- Kerrosrakenne: Aivokuori (korteksi) kauttaaltaan, erityisesti primaarit sensoriset ja motoriset alueet.

[Myös pylväillä on kertosrakenne, koska ne ovat aivokuoren alueita . Tämän lisäksi aivokuoren toiminnalliset alueet muodostavat niiden pylväiden keskunäisillä kytkennöillä alueiden toiminnallisen hierarkkian. Ellen muista mainita, niin tarkoitan puhuessani aivokuoren hierarkkiasta tätä alueiden hierarkkiaa, en aivokuoren kerroksellisuutta.]

- Pallosolut ja pallorakenne: Pikkuaivot (Purkinjen solukerros, rakeissolukerros).

[Pikkuaivojen yksityiskohtaiseen rakenteeseen en ole perehtynyt. Ajattelen niitä tällä hetkellä, eräänlaisena peliohjelmistojen fysiikkamoottorina, joka saa monenlaisten aistien välityksellä informaatiota vartalon ja raajojen asennoista ja ynaamisesta liiketiloista, ja hienosäätää tämän tiedon perusteella motoorista käyttäytymistä painovoiman hallitsemassa maailmassa. Fysiikkamoottori oppii hallitsemaan Newtonin fysiikan empiirisen harjoittelun avulla ja toteuttamaan näyttäviä taiteellisia performansseja, osumaan keihäällä ja kivellä saaliikseen ja pelaamaan tennistä, jne. ]

- Diffuusi verkosto: Talamus, aivorunko.

[ Nämä kuoren alapuoliset tumakerakenteet poikkeavat aivokuoren ja pikkuaivojen rakenteesta, mutta ne koostuvat kuitenkin neuroneista ja ne voivat toteuttaa samanlaisia toimintaperiaatteita kuin aivokuoren pylväät. Talamus on aivojen keskeinen osa, koska kaikki aisti-informastio hajuaistia lukuunottamatta saapuu aivoihin sen kautta. Talamus on myös eräänlainen aivojen toimintaa sykroniva kellokoneisto. Aivokuoren pylväät saavat myös talamokortikaalisten silmukoiden kautta informaatiota omasta edellisestä tilastaan, mikä mahdollistaa niiden toiminnan tapahtumasekvenssejä tuottavina tilakoneina.]

- Klusterirakenne (clusters): Tyvitumakkeet (nucleus caudatus, putamen), mantelitumake.

[ Tumakeklusterien yksittäisiä tumakkeita voidaan ajatella toiminnallisesti pylväihin vertautuvina rakenteita.]

- Verkkomaiset rakenteet: Retikulaarinen järjestelmä (aivorunko).

[ Verkkomaiset rakenteet voidaan nähdä tumakkeiden ja pylväiden tiettyyn toiminnallisuuteen liittyvinä yhteyksinä.]

- Paikkasolu- ja ruutusolujärjestelmät: Hippokampus, entorinaalinen aivokuori.

[ Suhtaudun paikka soluihin samoin kuin myös peilisoluihin skeptisesti siinä mielessä, että näistä toiminnoista vastaisi tietyt yksittäiset solut. Pidän todennäköisempää, että nämä toiminnallisuudet ovat pylväiden ja tumakkeiden toiminnallisuutta. ]

- Siltarakenteet ja hermoradat: Aivokurkiainen (corpus callosum), assosiatiiviset radat.

[ Silta rakenteet eli laajemmin pylväitä ja tumakkeita yhdistävä konnektomi (aivojen kytkentäkaavio) muodostuu pylväistä ja tumakkeista lähtevien aksonien verkostoista. Aivokurkisinen, joka kytkee yhteen aivopuoliskot on saanut kielen kehityksen jälkeen kiinnostavan roolin: se toimii mielikuva-ajattelun ja käsitteellisen kielellisen ajattelun yhdistävänä kanavana Koska kielelle ei evoluutio ollut tuottanut mitään omia aivorakenteita, alkoi kieli dominoida toista aivopuoliskoa. ]

- Pikkuaivojen lehtirakenne: Pikkuaivot.

[ Kuten jo totesin en ole vielä perehtynyt pikkuaivojen rakenteeseen tarkemmin. Ajattelin sillä olevan aivojen toiminnallisessa kokonaisuudessa edellä kuvaamani rooli. ]


-----

Paljon siis on avoimia kysymyksiä. Yksi laaja asukokonaisuus on völittäjäainejärjestelmä, johon pitäisi myös jossakin vaiheessa perehtyä paremmin. Ajattelen tällä hetkellä, että välittäjäainejarjestelmän toiminta ja aivojen neuraalisten prosessien toiminta suhteutuu toisiinsa kuten ilmasto ja säätila. Välittäjöaineen säätely vaikuttaa laajempaan mielialaan, esimerkiksi neuraalisten prosessien aktiivisuuteen.

Toinen aivan keskeinen ongelma on, miten aivojen todellisten rakenteiden avulla voidaan selittää psykologian lukuisat muistityypit. Minun käsittääkseni aivoissa on perimmältään vain kahdenlaista muistia: synapsien vahvuudet (pitkäaikainen muisti) ja neuronien soomien aktivaatiotilat (lyhytaikainen muisti).

Minkälaisia ajatuksia sulla tästä on ja mitä olet mieltä edellä olevista kommenteista?

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑20 Marras 2024, 05:20

Kuten tuossa aiemmin totesin, ajatuksesi ovat mielestäni hyvin yhteensopivia avauksessa esitetyn kanssa. Kommentoin tässä nyt joitakin asioita vähän tarkemmin. Yritän tulkita esittämäsi ajatukset kehittelemäni memeettisen naturalismin näkökulmasta, jotta voit kritisoida niitä tarpeen mukaan omasta näkökulmastasi.

----
" ... aivojen kehitys noudattaa käsittääkseni periaatetta, jonka mukaan mitä spesifimpää tietoa aivojen alue käsittelee, sitä enemmän sen rakenne on geenien ohjaamaa, kun taas vähemmän spesifi tieto muovautuu enemmän ympäristön ja kokemusten perusteella. Spesifit alueet, kuten sensoriset ja motoriset aivoalueet, rakentuvat käytännössä täysin geenien ohjaamina. Näiden alueiden hermoverkot ovat tarkasti määriteltyjä, sillä ne käsittelevät selkeästi rajattuja tehtäviä, kuten näkö- tai liiketietoa. Ympäristön ärsykkeet voivat hienosäätää niiden toimintaa, mutta perustavanlaatuinen rakenne on geeneissä ohjelmoitu."

Tämän voi tulkita työnjakona liskoaivojen ja meemikoneen välillä. Tuo ympäristön ja sisäisen tilan sistimiseen liittyvän tiedon muodostus ja siihen reagoiminen on kehittynyt fylogeneesin aikana ja tallentunut geneettiseksi informaatioksi.

----
"Toisaalta vähemmän spesifiä tietoa käsittelevät aivoalueet, kuten assosiatiiviset ja korkeammat kognitiiviset alueet, kehittyvät pääosin ympäristön ja kokemusten vaikutuksesta. Näillä alueilla geenit määrittävät vain kehityksen perusrakenteet ja säännöt, mutta hermoverkkojen lopullinen organisaatio ja toiminta muovautuvat oppimisen, sosiaalisen vuorovaikutuksen ja kulttuurin kautta."

Tämä rationaalinen informaatio eli käsityksemme todellisuudesta omaksumme ontogeneesin aikana ja se tallentuu mieliimme memeettisenä informaationa.

----
"Hippokampus ja mantelitumake edustavat yhdistelmää, jossa geenit ja ympäristö toimivat rinnakkain. Näiden limbisen järjestelmän osien perustoiminnot, kuten muistojen tallentaminen ja tunteiden säätely, rakentuvat geneettisesti, mutta kokemukset ja ympäristön vaikutukset muokkaavat niiden herkkyyttä ja toimintatapoja, esimerkiksi stressin tai trauman myötä."

Näiden välityksellä liskoaivot kytkeytyvät meemikoneeseen. Hippokampus toimii mielen virtuaalitodellisuuden "navigaattorina" eli aktivoi kulloisenkin konteksti prosessin ja sen sisältämät objektiprosessit toiviksi, joita täydennetään reaaliaikaisilla aistimuksilla.. Nämä samat prosessit tuottavat mielenvirtaa myös niitä muistellessa ja unta nähdessä. Mantelitumakkeen välittää meemikoneeseen laadulliset fysiologiset tuntemukset (kvaliat). Kvaliat aktivoivat myös liskoaivojen lajityypilliset reaktiot näihin kokemuksiin. Meemikoke voi kontrolloida näitä primitiivireaktioita.

----
"Hermoverkkojen plastisuus ympärisrön ja kokemusten mukaan rakentuvilla alueilla on osittain geeneissä ohjelmoitua, mutta muovautuminen on yksilöllistä ja riippuu siitä, kuinka paljon stimulaatiota aivot saavat."

Tämä pätee niin liskodivouhin kuin meemikoneeseenkin. Liskoaivoissa plastisuus on kuitenkin lähinnä vain adaptiivista toimintaa varsinaisten toimintamekanismien pysyessä muuttumattomina. Sitä vastoin meemikoneen toiminnot ovat lähes täysin yksilön ontogeneesin myötä opittua.

Ymmärtääkseni spesifeistä toiminnoista vastaavien hermosolujen määrän ja yhteydet määrää geenit ja ympäristö säätää näiden yhteyksien ominaisuudet synaptisin mekanismein tai näihin yhteyksiin eli synapseihin vaikuttavin mekanismein.

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50 ----
"Temperamentti heijastaa sitä, miten geenit ohjaavat aivojen rakennetta ja toimintaa, erityisesti tunteiden säätelyyn ja reaktioherkkyyteen liittyvillä alueilla. Se liittyy synnynnäisiin taipumuksiin, mutta sen ilmenemiseen voivat vaikuttaa myös ympäristön ja kokemusten muokkaavat tekijät. Lahjakkaiden yksilöiden aivot kehittävät erityisen muovautuvia ja tehokkaita synapseja, jotka mahdollistavat nopeamman oppimisen ja taidoissa kehittymisen. Lahjakkuus syntyy geneettisen potentiaalin ja ympäristön stimulaation vuorovaikutuksesta, jossa molemmat tekijät ovat ratkaisevan tärkeitä."

Tämä on aihepiiri, josta haluaisin oppia lisää. Ehkä nämä tempperamenttiin liittyvät piirteen määräytyvät osin liskoaivojen toiminnoista ja osin meemikoneen geneettistä alkuasetuksista. Jonkin verran adaptiivisuutta on jo liskosivoissa, mutta meemikoneen toiminnot ovat lähes kokonaan yksilön empiiristen kokemusten perusteella muodostettuja ajatustottumuksia.

Tuo mitä noista kirjoitin perustui luuloon ja nyt kun olen ChatGPT:n kassa opiskellut hieman sekä oppimista että temperamenttia, niin uusin luuloni temperamentista on, että yksilölliset geenit aiheuttavat biasin siihen miten aivot oppivat. Temperamentti kun on joko yksilöllisrä reagointia tai yksilöllistä käyttäytymistä ja reagointia säätää ympäristö niin temperamentin pitää näkyä siinä, miten aivot oppivat. Koska reagointi tarkoittaa välitöntä ja tiedostamatonta prosessia ja käyttäytyminen on niiden monimutkainen sarja, niin jos monimutkaisuus vakioidaan, käyttäytyminen tarkoittaa joko yhtä tai useampaa reagointia. Temperamentti eli tuo geneettinen bias voi sitten ilmetä joko yhdessä reagoinnissa tai useammassa reagoinnissa, kuten myös siinä, millä tavalla reagointien sarjat ovat monimutkaisia olettaen, että monimutkaisuus tarkoittaa hermosolujen välisiä takaisinkytkentöjä ja haarautumisia useammalle hermosolulle plus mahdollista yksilölistä kemiallisten aineiden koktailia, joka lsää rakenreiden määrää ja niiden herkkyyttä.

Nähdäkseni geneettinen bias voisi siten näkyä synaptisessa plastisuudessa ja synaptisessa oppimisessa, mahdollisesti siinä millä ehdoin uusia hermosoluja tuotetaan sekä gliasolujen toiminnassa. Ne kun muistaakseni voimistavat tai heikentävät eri hermoratoja eri aivoalueiden välillä riippuen siitä, minkä tyypisestä ärsykkeestä kulloinkin on kyse, voimistaen niiden synapsien ja hermosolujen reaktioherkkyttä, jotka ovat tuolla radalla.

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50 ----
"Aivojen kehityksessä geenit luovat siis perusrakenteet ja toimintatavat, mutta ympäristö ja kokemukset viimeistelevät hermoverkkojen organisoinnin ja toimintamallit. Spesifit alueet ovat vahvemmin geenien määrittelemiä, kun taas monimutkaisempien ja vähemmän spesifien alueiden kehitys riippuu kokemuksista. Limbisen järjestelmän osat, kuten hippokampus ja mantelitumake, tasapainoilevat näiden kahden tekijän välillä. Yksilön ominaisuudet, kuten temperamentti ja lahjakkuus, ilmentävät tätä dynaamista vuorovaikutusta geenien ja ympäristön välillä."

Hyvin pitkälle juuri näin minäkin ajattelen.


----
Lisään tuohon seuraavaan listaan kommentteja hakasilkuihin.

Alla lista erilaisista rakenteista eri aivoalueilla:

- Pylväsrakenne: Näköaivokuori, tuntoaivokuori, kuuloaivokuori.

[Olen ymmärtänyt, että pylväsrakenne kattaa koko aivokuoren, sen kaikki – niin liskoaivoihin kuin meemikoneeseen sisältyvät – aivoalueet.]

- Kerrosrakenne: Aivokuori (korteksi) kauttaaltaan, erityisesti primaarit sensoriset ja motoriset alueet.

[Myös pylväillä on kertosrakenne, koska ne ovat aivokuoren alueita . Tämän lisäksi aivokuoren toiminnalliset alueet muodostavat niiden pylväiden keskunäisillä kytkennöillä alueiden toiminnallisen hierarkkian. Ellen muista mainita, niin tarkoitan puhuessani aivokuoren hierarkkiasta tätä alueiden hierarkkiaa, en aivokuoren kerroksellisuutta.]

- Pallosolut ja pallorakenne: Pikkuaivot (Purkinjen solukerros, rakeissolukerros).

[Pikkuaivojen yksityiskohtaiseen rakenteeseen en ole perehtynyt. Ajattelen niitä tällä hetkellä, eräänlaisena peliohjelmistojen fysiikkamoottorina, joka saa monenlaisten aistien välityksellä informaatiota vartalon ja raajojen asennoista ja ynaamisesta liiketiloista, ja hienosäätää tämän tiedon perusteella motoorista käyttäytymistä painovoiman hallitsemassa maailmassa. Fysiikkamoottori oppii hallitsemaan Newtonin fysiikan empiirisen harjoittelun avulla ja toteuttamaan näyttäviä taiteellisia performansseja, osumaan keihäällä ja kivellä saaliikseen ja pelaamaan tennistä, jne. ]

- Diffuusi verkosto: Talamus, aivorunko.

[ Nämä kuoren alapuoliset tumakerakenteet poikkeavat aivokuoren ja pikkuaivojen rakenteesta, mutta ne koostuvat kuitenkin neuroneista ja ne voivat toteuttaa samanlaisia toimintaperiaatteita kuin aivokuoren pylväät. Talamus on aivojen keskeinen osa, koska kaikki aisti-informastio hajuaistia lukuunottamatta saapuu aivoihin sen kautta. Talamus on myös eräänlainen aivojen toimintaa sykroniva kellokoneisto. Aivokuoren pylväät saavat myös talamokortikaalisten silmukoiden kautta informaatiota omasta edellisestä tilastaan, mikä mahdollistaa niiden toiminnan tapahtumasekvenssejä tuottavina tilakoneina.]

- Klusterirakenne (clusters): Tyvitumakkeet (nucleus caudatus, putamen), mantelitumake.

[ Tumakeklusterien yksittäisiä tumakkeita voidaan ajatella toiminnallisesti pylväihin vertautuvina rakenteita.]

- Verkkomaiset rakenteet: Retikulaarinen järjestelmä (aivorunko).

[ Verkkomaiset rakenteet voidaan nähdä tumakkeiden ja pylväiden tiettyyn toiminnallisuuteen liittyvinä yhteyksinä.]

- Paikkasolu- ja ruutusolujärjestelmät: Hippokampus, entorinaalinen aivokuori.

[ Suhtaudun paikka soluihin samoin kuin myös peilisoluihin skeptisesti siinä mielessä, että näistä toiminnoista vastaisi tietyt yksittäiset solut. Pidän todennäköisempää, että nämä toiminnallisuudet ovat pylväiden ja tumakkeiden toiminnallisuutta. ]

Kaikki hermosolut toimivat samalla perusmekanismilla: ne välittävät sähköisiä signaaleja, käyttävät välittäjäaineita ja muodostavat synaptisia yhteyksiä. Solujen erikoistuminen johtuu niiden yhteyksistä, sijainnista aivoissa ja integroitumisesta hermoverkkoihin, mikä määrittää niiden spesifiset toiminnot.

Paikkasolut, ruutusolut ja peilisolut jakavat saman perusfysiologian, mutta niiden erilaiset yhteydet ja sijainnit johtavat erilaisiin toimintoihin. Paikkasolut sijaitsevat hippokampuksessa ja koodaavat tilallista sijaintia. Ruutusolut sijaitsevat entorinaalisessa aivokuoressa ja muodostavat ruudukkomaisen koordinaatiston ympäristöön. Peilisolut sijaitsevat premotorisessa aivokuoressa ja inferiorisessa parietaalilohkossa, ja ne aktivoituvat sekä toiminnan suorittamisesta että havaitsemisesta, mahdollistaen toiminnan ymmärtämisen ja sosiaalisen kognition.

Vaikka perusmekanismi on yhteinen, solujen erikoistuminen johtuu niiden integroitumisesta eri hermoverkkoihin ja käsittelemästään informaatiosta. Yhteydet ja verkostot ovat keskeisiä solujen spesifisille toiminnoille.

Eli ei nuo minun mielestäni eroa hermosoluina muista hermosoluista muutoin kuin siinä, että siinä missä normaalisi eri aivoalueilla prosessoidaan erilaista informaatiota niin noiden tapauksessa ne määrittävät tavallaan oman aivoalueensa jonkun toisen aivoaliueen sisällä vastaten eri sisällöstä kuin ympäröivät solunsa. Eli mikä tahansa muu solu voisi aivoissa ajaa saman asian kunhan kasvattaisi nuo yhteydet ja lilluisi samassa välittäjäaineliemessä.

Vai kohdistuuko skeprisyytesi siihen, että näissä tapauksessa yhdellä hermosolulla on liikaa vastuuta? Eli siinä missä mantelitumakkeella on paljon vastuuta se se kuitenkin rakenttuu useamasta hermosolusta, jotka yhdessä suoriutuvat noista vastuualueista. Tosin koska yhteyksiä on eri hermosoluilla eri määrä ja aktivaatioaktiivisuus on eri hermosoluilla eri, niin väkisinkin osa hermosoluista vastaa isommasta määräsä informaatiota lopputuloksessa. Vai onko ongelma se, että tiedämme, mikä on tuon informaation laatu tässä tapauksessa? Vai että sen lisäksi että tiedämme, mikä se laatu on, myös ymmärrämme sen?

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50 - Siltarakenteet ja hermoradat: Aivokurkiainen (corpus callosum), assosiatiiviset radat.

[ Silta rakenteet eli laajemmin pylväitä ja tumakkeita yhdistävä konnektomi (aivojen kytkentäkaavio) muodostuu pylväistä ja tumakkeista lähtevien aksonien verkostoista. Aivokurkisinen, joka kytkee yhteen aivopuoliskot on saanut kielen kehityksen jälkeen kiinnostavan roolin: se toimii mielikuva-ajattelun ja käsitteellisen kielellisen ajattelun yhdistävänä kanavana Koska kielelle ei evoluutio ollut tuottanut mitään omia aivorakenteita, alkoi kieli dominoida toista aivopuoliskoa. ]

- Pikkuaivojen lehtirakenne: Pikkuaivot.

[ Kuten jo totesin en ole vielä perehtynyt pikkuaivojen rakenteeseen tarkemmin. Ajattelin sillä olevan aivojen toiminnallisessa kokonaisuudessa edellä kuvaamani rooli. ]


-----

Paljon siis on avoimia kysymyksiä. Yksi laaja asukokonaisuus on völittäjäainejärjestelmä, johon pitäisi myös jossakin vaiheessa perehtyä paremmin. Ajattelen tällä hetkellä, että välittäjäainejarjestelmän toiminta ja aivojen neuraalisten prosessien toiminta suhteutuu toisiinsa kuten ilmasto ja säätila. Välittäjöaineen säätely vaikuttaa laajempaan mielialaan, esimerkiksi neuraalisten prosessien aktiivisuuteen.

Pitäisi yrittää joskus itsekin perehtyä välittäjäaineisiin.

Hormoneista ainakin dopamiini lisää aivojen plastisuutta kuten nyt ainakin synaptista plastisuutta, mikä tarkoittaa kykyä sopeutua tilanteeseen ja on edellyytys sille, että voi oppia uutta. Plastisuutta voi vähentää stressihormonit kuten kortisoli ja samoin plastisuutta voi vähentää aivosairaudet.

Saatan muistaa väärin, mutta muistaakseni eri hermosolutyypit eroaisivat siten, että ne ymmärtävät eri välittäjäaineita. Ainakin joiltain osin. Jos muistin oikein en kylläkään tiedä riittääkö eri hermosolutyypiksi se, millä aivoaueella tämä sijaitsee, vai riittääkö hermosolun tyypiksi se, millaisessa kemiallisessa tai välittäjäaineliemessä tämä muutoin lilluu. Vai vaikuttaako molemmat. Ihmisen kehitysbiologiasta muistelisin, että solut erikoistuvat sillä perusteella millaisessa kemiallisessa ympäristössä solu lilluu ja jokainen erikoistunut solu tuottaa eri kemikaaleja. Kun etäisyys kasvaa niin tietyn tyyppisten kemikaalien osuus liemessä vähenee eli pikkuhiljaa syntyy ihminen, jolla solut ovat erikoistuneet eri tehtäviin. Eli ehkäpä kukin hermosolu aivoalueesta riippumatta voisi kehittää reseptorit minlätyyppisille välittäjäaineille tahansa kunhan ympäristönsä kemiallinen tila on vain oikea.

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50 Toinen aivan keskeinen ongelma on, miten aivojen todellisten rakenteiden avulla voidaan selittää psykologian lukuisat muistityypit. Minun käsittääkseni aivoissa on perimmältään vain kahdenlaista muistia: synapsien vahvuudet (pitkäaikainen muisti) ja neuronien soomien aktivaatiotilat (lyhytaikainen muisti).

En osa sanoa. En muista videota, mutta video oli podkastitallenne, jossa housti haastatteli tutkijaa synapseista. Synapseista riedetään että niidwn proteiinikoktaili uusiutuu hyvin nopeasri sillä joka kwrta kun synapsi saa impulssin sen proteiinikoktaili reagoi kemiallisesti ja pikkuhiljaa se muuttuu joten, jotta homa toimisi, ne proteiinit postetaan, jotka eivät aja asiaansa ja tilelle tuodaan uudet alkuperäiset proteiinit. Tutkija oli tiiminsä kanssa laittanut hiiriin merkkiainetta, joka sitoutui ilmeisesri ainakin synapsien proteiijikoktailissa olevaan johonkin profeiinityyppiin. Ja sitten seurasivat päivittäin merkkiaineiden määriä ja kahden viikon jälkeen niiden pitoisuus väheni selvästi muilla alueilla kuin aivokuorella ja välttämättömistä elintoiminnoista vastaavila alueilla ja puolen vuoden jälkeen niitä oli jäljellä lähinnä vain aibokuorella. Tutkija sanoi tai katsoin jostain muualta, että pitkäkestoistoisen muistin kannalta olleellinen olisi aivokuori ja lyhytkestoisen muistin kannalta välttämättömistä elintoiminnoista vastaavat alueet.

Naturalisti kirjoitti: ↑21 Marras 2024, 12:50 Minkälaisia ajatuksia sulla tästä on ja mitä olet mieltä edellä olevista kommenteista?

Olen itse ajtellut, että mielen perusyksikkö on kategoria. Tosin siinä missä kategoria on perinteisesti ajateltu kai olevan staattinen entiteetti, mielen kategoria on dynaaminen entiteetti sisältäen toisia dynaamisia kategorioita. Aivot ettsivät muistista tietoa nähdäkseni yleisemmästä spesifimpään - periaatteella. Eli eka haetaan se, mihin kategoriaan ärsyke kuuluu ja sitten se mihin kategorian alikategoriaan ärsyke kuuluu.

En tiedä mitä tarkoitat meemillä, mutta itse ajattelen, että meemi olisi kategorian supernormaali vastine. Normaali tarkoittaa siis ärsykkettä, joka aiheuttaa evolutivisessa mielessä hyödyllistä käyttäytymistä, supernormaali on sama ärsyke, mutta paljon voimakkaampana. Addiktoivat päihdaineet ovat supernormaaleita ärsykkeitä arjen jutuille ja tekemisille, joista tulee hyvä olo. Kohta arki ei enää kiinnosta ja korvaammme sen heroiinilla. Minusta meemit toimivat samalla tavalla kuin addiktoivat päihteet.

^
Todennäköisesti tutkija ei sanonut tuosta lyhytkestoisesta muistista mitään vaan katsoin sen jostain muualta ja ilmeisesti lähde ei ollut luotettava. Se miksi proteiinit säilyvät välttämättömistä elintoiminnoista vastaavilla alueilla, johtuu ChatGPT:n mukaan proteiinien turnoverajasta. Välttämättömistä elintoiminnoista vastaabilla alueilla ympäristö osallistuu hyvin vähän jos olenkaan edes synaptisiin asetuksiin, tarkoittaen myös sitä, että siellä synapsien proteiinit tuotetaan sellaisilla asetuksilla, että ne kestävät pitkään ennen kuin hajoavat. Tämä mahdolistaa vakaat olosuhteet, mikä mahdollistaa sen, että elitärkeät elintoiminnot toimivat.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 01:14 ^
Todennäköisesti tutkija ei sanonut tuosta lyhytkestoisesta muistista mitään vaan katsoin sen jostain muualta ja ilmeisesti lähde ei ollut luotettava. Se miksi proteiinit säilyvät välttämättömistä elintoiminnoista vastaavilla alueilla, johtuu ChatGPT:n mukaan proteiinien turnoverajasta. Välttämättömistä elintoiminnoista vastaabilla alueilla ympäristö osallistuu hyvin vähän jos olenkaan edes synaptisiin asetuksiin, tarkoittaen myös sitä, että siellä synapsien proteiinit tuotetaan sellaisilla asetuksilla, että ne kestävät pitkään ennen kuin hajoavat. Tämä mahdolistaa vakaat olosuhteet, mikä mahdollistaa sen, että elitärkeät elintoiminnot toimivat.

Ehdotan, että tarkastelemme ainakin nyt aluksi aivoja yleisemmällä informaatioprosessien tasolla niin, että toiminnot olisi ainakin periaatteessa mahdollista toteutua muussakin kuin biologisesta materiaalissa. Pyrkien kuitenkin paikantamaan kaikki toiminnot todellisten aivojen rakenteisiin.

Kun pyrimme “pelkistämää” biologisten aivojen toiminnat informaatioprosesseiksi niin, voimme samalla ideoida miten aivoja matkimalla olisi mahdollista toteuttaa autonominen ajatteleva artefakti. Tällä kuvaus tasolla aivokuoren pylväitä ja kuoren alapuolisia tumakkeita voitaisiin ajatella syvinä neuroverkkoina eli “mielen mikropiireinä”, jotka muodostavat keskinäisillä kytkennöillä toiminnallisia verkostoja, klustereita ja muita aivorakenteita.

Tällainen “biologiasta puhdistettu” informaatioprosessien kuvaus toimisi myös neurotieteen, psykologian ja sosiologian yhteensovittavana kokonaisvaltaisena viitekehyksenä.

Tämän keskustelun tavoitteena on kriittinen spekulointi minkälaisilla edellytyksillä olisi mahdollista toteuttaa ajatteleva autonominen artefakti, joka kykenee toimimaan muiden artefaktien ja ihmisten muodostaminen sosiaalisten yhteisöjen jäsenenä.

Keskustelun nimi Memeettinen naturalismi viittaa Searlen biologiseen naturalismin, jota pidän oikeana siinä mielessä, että tietoisuus on biologisesti selitettävissä oleva ilmiö, mutta ei riittävä selittämään miten tietoinen mieli on materiaalisesti olemassa.

Esitän ratkaisuksi, että tietoinen mieli on kulttuurisen informaation omaksumiseen ja kehittämiseen kykenevä biologisen evoluution tuottama emergentti ominaisuus eli aivojen kyky muistella menneitä ja harkita sen perusteella tulevaa. Tietoinen mieli on olemassa aivojen emergentin rakenteen mahdollistaman prosessin käynnissä olemisena ja sen olemassaolo päättyy aivokuolemassa tämän prosessin pysähtyessä.

Kaikki kulttuuriset mielensisällöt eli ajatus- ja käyttäytymistottumukset ovat meemeä, jotka tallentuvat yksilöiden mieliin subjektiivisella tavalla. Meemeillä ei ole “genotyyppiä”. Niillä on vain fenotyyppi eli tapa miten ne ilmenevät sosiaalisessa vuorovaikutuksessa.

Kommentoin seuraavassa muutamia otteita aiemmista kommenteistasi edellä kuvatusta näkökulmasta.

Stadin öljylanne kirjoitti:
Ymmärtääkseni spesifeistä toiminnoista vastaavien hermosolujen määrän ja yhteydet määrää geenit ja ympäristö säätää näiden yhteyksien ominaisuudet synaptisin mekanismein tai näihin yhteyksiin eli synapseihin vaikuttavin mekanismein.

(...)

Nähdäkseni geneettinen bias voisi siten näkyä synaptisessa plastisuudessa ja synaptisessa oppimisessa, mahdollisesti siinä millä ehdoin uusia hermosoluja tuotetaan sekä gliasolujen toiminnassa. Ne kun muistaakseni voimistavat tai heikentävät eri hermoratoja eri aivoalueiden välillä riippuen siitä, minkä tyypisestä ärsykkeestä kulloinkin on kyse, voimistaen niiden synapsien ja hermosolujen reaktioherkkyttä, jotka ovat tuolla radalla.

Lajin fylogeneesin ja yksilön ontogeneesin ymmärtäminen on tarpeellista, mutta ajateltaessa älykkään artefaktin kehittämistä, on tarkastelun lähtökohdaksi otettava biologisesti eli fylogeneettidrsti valmis ja myös riittävän pitkälle ontogeneettisesti sosialisoitu yksilö.


Gliasolujen tehtävänä lienee lähinnä biologisten rakenteiden toimintakyvyn ylläpito, joten artefaktin kohdalla niitä ei tarvitse huomioida, temperamenttiin liittyvien asioiden viritys mahdollisuuksien tarpeellisuutta on harkittava, välittäjäainejärjestelmän mielialan säätelyä vastaavien toimintojen toteuttamista pitää harkita inhimillisen vuorovaikutuksen yhteensopivuuden näkökulmasta.

Stadin öljylanne kirjoitti:
Kaikki hermosolut toimivat samalla perusmekanismilla: ne välittävät sähköisiä signaaleja, käyttävät välittäjäaineita ja muodostavat synaptisia yhteyksiä. Solujen erikoistuminen johtuu niiden yhteyksistä, sijainnista aivoissa ja integroitumisesta hermoverkkoihin, mikä määrittää niiden spesifiset toiminnot.

Paikkasolut, ruutusolut ja peilisolut jakavat saman perusfysiologian, mutta niiden erilaiset yhteydet ja sijainnit johtavat erilaisiin toimintoihin. Paikkasolut sijaitsevat hippokampuksessa ja koodaavat tilallista sijaintia. Ruutusolut sijaitsevat entorinaalisessa aivokuoressa ja muodostavat ruudukkomaisen koordinaatiston ympäristöön. Peilisolut sijaitsevat premotorisessa aivokuoressa ja inferiorisessa parietaalilohkossa, ja ne aktivoituvat sekä toiminnan suorittamisesta että havaitsemisesta, mahdollistaen toiminnan ymmärtämisen ja sosiaalisen kognition.

Vaikka perusmekanismi on yhteinen, solujen erikoistuminen johtuu niiden integroitumisesta eri hermoverkkoihin ja käsittelemästään informaatiosta. Yhteydet ja verkostot ovat keskeisiä solujen spesifisille toiminnoille.

Eli ei nuo minun mielestäni eroa hermosoluina muista hermosoluista muutoin kuin siinä, että siinä missä normaalisi eri aivoalueilla prosessoidaan erilaista informaatiota niin noiden tapauksessa ne määrittävät tavallaan oman aivoalueensa jonkun toisen aivoaliueen sisällä vastaten eri sisällöstä kuin ympäröivät solunsa. Eli mikä tahansa muu solu voisi aivoissa ajaa saman asian kunhan kasvattaisi nuo yhteydet ja lilluisi samassa välittäjäaineliemessä.

Vai kohdistuuko skeprisyytesi siihen, että näissä tapauksessa yhdellä hermosolulla on liikaa vastuuta? Eli siinä missä mantelitumakkeella on paljon vastuuta se se kuitenkin rakenttuu useamasta hermosolusta, jotka yhdessä suoriutuvat noista vastuualueista. Tosin koska yhteyksiä on eri hermosoluilla eri määrä ja aktivaatioaktiivisuus on eri hermosoluilla eri, niin väkisinkin osa hermosoluista vastaa isommasta määräsä informaatiota lopputuloksessa. Vai onko ongelma se, että tiedämme, mikä on tuon informaation laatu tässä tapauksessa? Vai että sen lisäksi että tiedämme, mikä se laatu on, myös ymmärrämme sen?

Artefaktien tapauksessa ei tarvitse pohtia yleistä solujen erikoistumista, vaan voidaan sen sijaan keskittyä vain neuronien toimintaan ja niissäkin tultaneen toimeen yhdellä tyypillä. Keskeinen mallinnus kohde on “mielen mikropiirien” eli pylväiden ja tumakkeiden mallintaminen tapahtumasekvenssejä tuottsvina tilakoneina.

Artefaktin tapauksessa ei tarvitse jäljitellä yksilön biologista kasvua, mutta sen sijaan sen on kyettävä toimimaan ja ajattelemaan autonomisesti eli muodostamaan oman käsityksensä todellisuudesta ihmisten tavoin osana sosiaalisen systeemin vuorovaikutusta.

En ole skeptinen niiden toimintojen suhteen, mitä paikka- ja peilisoluille esitetään, vaan sille, että näistä toiminnoista vastaisi yksittäiset niihin toimintoihin erikoistuneet hermosolut. Pidän todennäköisempää, että näistä toiminnoista sen vastaa pylvää muiden toimintojensa osana, eikä siihen tarvita mitään erityisiä lisä kytkentöjä. Pylväät tunnistavat paikkoja kontekstien perusteella ja toisten toiminnan peilaus on tapahtuu vastaavaa motorista käyyttäytymistä toteuttavan pylväsjoukon suorituksena mielikuvituksessa. Mitään erityisiä peilisoluja ei tähän tarvita.

Stadin öljylanne kirjoitti:
Pitäisi yrittää joskus itsekin perehtyä välittäjäaineisiin.

Hormoneista ainakin dopamiini lisää aivojen plastisuutta kuten nyt ainakin synaptista plastisuutta, mikä tarkoittaa kykyä sopeutua tilanteeseen ja on edellyytys sille, että voi oppia uutta. Plastisuutta voi vähentää stressihormonit kuten kortisoli ja samoin plastisuutta voi vähentää aivosairaudet.

Saatan muistaa väärin, mutta muistaakseni eri hermosolutyypit eroaisivat siten, että ne ymmärtävät eri välittäjäaineita. Ainakin joiltain osin. Jos muistin oikein en kylläkään tiedä riittääkö eri hermosolutyypiksi se, millä aivoaueella tämä sijaitsee, vai riittääkö hermosolun tyypiksi se, millaisessa kemiallisessa tai välittäjäaineliemessä tämä muutoin lilluu. Vai vaikuttaako molemmat. Ihmisen kehitysbiologiasta muistelisin, että solut erikoistuvat sillä perusteella millaisessa kemiallisessa ympäristössä solu lilluu ja jokainen erikoistunut solu tuottaa eri kemikaaleja. Kun etäisyys kasvaa niin tietyn tyyppisten kemikaalien osuus liemessä vähenee eli pikkuhiljaa syntyy ihminen, jolla solut ovat erikoistuneet eri tehtäviin. Eli ehkäpä kukin hermosolu aivoalueesta riippumatta voisi kehittää reseptorit minlätyyppisille välittäjäaineille tahansa kunhan ympäristönsä kemiallinen tila on vain oikea.

Täytyy toivoa, että palstan muut keskustelijat antavat meille lisävalaistusta tähän asiaan.

Näistä välittäjäaineiden erityisesti dopamiinin vaikutuksista on käyty kovasti keskustelua monissa ketjuissa, ehkä liiankin voimakkaasti niiden roolia korostaen.

Ajattelen, että välittäjäanepitoisuudet vaikuttavat neuradlisiin prosesseihin lähinnä moduloivasti (kiihdyttäen tai vaimentaen toimintoja) ja on tarpeellista miettiä miten vastaava mekanismi voidaan toteuttaa myös artefakteille. Mulla on sama käsitys, että eri aivoalueilla oleviin hermosoluihin vaikuttaa eri välittäjäaineet, joten välittäjäaine systeemin avulla on mahdollista siirtää toimintojen fokusta alueelta toiselle. Asiasta paremmin perillä olevat toivon mukaan oikaisevat väärät käsitykset.

Stadin öljylanne kirjoitti: En osa sanoa. En muista videota, mutta video oli podkastitallenne, jossa housti haastatteli tutkijaa synapseista. Synapseista riedetään että niidwn proteiinikoktaili uusiutuu hyvin nopeasri sillä joka kwrta kun synapsi saa impulssin sen proteiinikoktaili reagoi kemiallisesti ja pikkuhiljaa se muuttuu joten, jotta homa toimisi, ne proteiinit postetaan, jotka eivät aja asiaansa ja tilelle tuodaan uudet alkuperäiset proteiinit. Tutkija oli tiiminsä kanssa laittanut hiiriin merkkiainetta, joka sitoutui ilmeisesri ainakin synapsien proteiijikoktailissa olevaan johonkin profeiinityyppiin. Ja sitten seurasivat päivittäin merkkiaineiden määriä ja kahden viikon jälkeen niiden pitoisuus väheni selvästi muilla alueilla kuin aivokuorella ja välttämättömistä elintoiminnoista vastaavila alueilla ja puolen vuoden jälkeen niitä oli jäljellä lähinnä vain aibokuorella. Tutkija sanoi tai katsoin jostain muualta, että pitkäkestoistoisen muistin kannalta olleellinen olisi aivokuori ja lyhytkestoisen muistin kannalta välttämättömistä elintoiminnoista vastaavat alueet.

Aivojen kaikki synapsit edustavat pitkäkestoista muistia ja aivojen neuronien soomat edustavat lyhytaikaista muistia. Näitä molempia on joka puolella aivoja. Muita muistavia biologisia rakenteita, jotka vaikuttavat neuraalisten prosesseihin ei taida aivoista löytyä.

Psykologian monet eri muistityypit pitäisikin ymmärtää “muistipaikkojen” asemasta aivojen tallentamiseksi tapahtumasekvensseiksi, jotka käynnistetään niitä muistellessa, unta nähtäessä ja tapahtumavirtaa reaaliaikaisesti koettaessa, jolloin muistiin liittyvät kokemukset täydentyvät reaaliaikaisilla aistimuksilla.

Mitään vanhentuneen tietokonemetaforan mukaista tiedon siirtelyä työmuistin ja pitkäkestoisen muistin välillä ei aivoissa tapahdu. Pylväät toimivat paikallisen funktiomuistin (pylvään fenriittrihin liittyneiden synapsien) ohjaamana paikallisen tilamuistin (neuronien aktivastiotilojen) datan avulla. Pylväät lähettävät tilamuutoksensa tiedoksi informastionaspureilkeen, jotka reagoivat siihen oman tilansa ja funktiomuistin määräämällä tavalla.

Ajatus globaalista työtilasta korvautuu tällä pylväiden vuorovaikutusprosessilla.

Stadin öljylanne kirjoitti: Olen itse ajtellut, että mielen perusyksikkö on kategoria. Tosin siinä missä kategoria on perinteisesti ajateltu kai olevan staattinen entiteetti, mielen kategoria on dynaaminen entiteetti sisältäen toisia dynaamisia kategorioita. Aivot ettsivät muistista tietoa nähdäkseni yleisemmästä spesifimpään - periaatteella. Eli eka haetaan se, mihin kategoriaan ärsyke kuuluu ja sitten se mihin kategorian alikategoriaan ärsyke kuuluu.

En tiedä mitä tarkoitat meemillä, mutta itse ajattelen, että meemi olisi kategorian supernormaali vastine. Normaali tarkoittaa siis ärsykkettä, joka aiheuttaa evolutivisessa mielessä hyödyllistä käyttäytymistä, supernormaali on sama ärsyke, mutta paljon voimakkaampana. Addiktoivat päihdaineet ovat supernormaaleita ärsykkeitä arjen jutuille ja tekemisille, joista tulee hyvä olo. Kohta arki ei enää kiinnosta ja korvaammme sen heroiinilla. Minusta meemit toimivat samalla tavalla kuin addiktoivat päihteet.

Voisin samaistaa ajatuksellisesti tuon kuvaamasi kategoria-ajattelun hippokampuksesta (mielen navigaattorista) puun juuriston tavoin haarautuvien (informastionaspuruuksilla) toisiinsa kytkeytyneiden primitiiviselle somatosensoriselle tasolle ulottuvie pylväiden joukoiksi. Kukin näistä reiteistä edustaa yhtä toimintaskeemaa (eli kuvasmaasi hierarkkisesti targentuvaa kategoriaa).

Tässä hierarkkiassa virtaa sensorists informaatiota ylöspäin ja toiminnan ohjauksia alaspäin.

Stadin öljylanne kirjoitti: Todennäköisesti tutkija ei sanonut tuosta lyhytkestoisesta muistista mitään vaan katsoin sen jostain muualta ja ilmeisesti lähde ei ollut luotettava. Se miksi proteiinit säilyvät välttämättömistä elintoiminnoista vastaavilla alueilla, johtuu ChatGPT:n mukaan proteiinien turnoverajasta. Välttämättömistä elintoiminnoista vastaabilla alueilla ympäristö osallistuu hyvin vähän jos olenkaan edes synaptisiin asetuksiin, tarkoittaen myös sitä, että siellä synapsien proteiinit tuotetaan sellaisilla asetuksilla, että ne kestävät pitkään ennen kuin hajoavat. Tämä mahdolistaa vakaat olosuhteet, mikä mahdollistaa sen, että elitärkeät elintoiminnot toimivat.

Kuten jo edellä selitin, tuo psykologia vanhentuneen tietokonemetaforan mukainen lyhytaikaisen muistin käsite on periatteessa kokonaan tarpeeton. Tietoa ei siirrellä aivoissa edestakaisin lyhytaikaisen ja pitkäaikaisen muistin välillä, vaan se prosessoidaan joka tasolla paikallisella “ohjelmalla ja datalla”.

Informaatioprosessien kuvauksen tasolla, ei ole tarpeellista pohtia asiaa biologisella tasolla.

Olen esittänyt tässä koko joukon väitteitä, jotka tulee nähdä tässä vaiheessa vasta aivojen kokonaisvaltaisen viitekehyksen keskeneräisenä ideointina.

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 En ole skeptinen niiden toimintojen suhteen, mitä paikka- ja peilisoluille esitetään, vaan sille, että näistä toiminnoista vastaisi yksittäiset niihin toimintoihin erikoistuneet hermosolut. Pidän todennäköisempää, että näistä toiminnoista sen vastaa pylvää muiden toimintojensa osana, eikä siihen tarvita mitään erityisiä lisä kytkentöjä.

Olen sellaisessa luulossa, että tekoälyissä hyödynnetään eri tavoin toisiinsa tai takaisinkytkennällä itseensä kytkettyjä aktivaatiofunktiota, koska eri kytkentätavat mahdollistavat erilaiset funktiot neuroverkolle tekoälyyssä. Koska en tiedä uskon, kyllä senkin ja ihan yhtä hyvin, että nykyiset innovaatiot onnistisivat neuroverkolla, jossa on vain riittävän monta keskenään identtistä "pylväsneuroni moduulia". En siis tiedä syytä, miksi sellaisia tekoälyjä ei kaikkien nykyisten tekoälypulmien ratkaisussa hyödynnetä. Ehkä tietokoneiden laskentateho ei vain riitä. En tiedä.

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 Näistä välittäjäaineiden erityisesti dopamiinin vaikutuksista on käyty kovasti keskustelua monissa ketjuissa, ehkä liiankin voimakkaasti niiden roolia korostaen.

Nähdäkseni siinä missä keinotekoista neuroverkkoa opetetaan vielä tänä päivänä takaisinvirtauksella, oikeita aivoja opetetaan niin, että sama toiminto toistetaan. Dopamiini saa meidät yrittämään saman toistamista. Toki se myös valmistelee synaptiset asetukset niin, että aivojen onnistuu paremin oppimaan toistetava asia.

Artefaktiprojektiasi ajatellen, oikeiden aivojen oppimisprosessin tunteminen voi tarjota tekoälysovellusten rinnalle toisen tavan opettaa artefaktin "aivoja". Vaikka voi tietysi olla, että biologiset aivot tekevät paljon turhaa siihen nähden, mikä on lopulta on välttämätöntä.

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 Mitään vanhentuneen tietokonemetaforan mukaista tiedon siirtelyä työmuistin ja pitkäkestoisen muistin välillä ei aivoissa tapahdu. Pylväät toimivat paikallisen funktiomuistin (pylvään fenriittrihin liittyneiden synapsien) ohjaamana paikallisen tilamuistin (neuronien aktivastiotilojen) datan avulla. Pylväät lähettävät tilamuutoksensa tiedoksi informastionaspureilkeen, jotka reagoivat siihen oman tilansa ja funktiomuistin määräämällä tavalla.

Ajatus globaalista työtilasta korvautuu tällä pylväiden vuorovaikutusprosessilla.

Luullakseni hermosto säätää toimintaansa tässä ja nyt STP-mekanismilla ja kun tässä ja nyt toistuu esimerkiksi riittävän usein, säätää hermosto toimintaansa lopulta LTP-mekanismilla. LTP-mekanismi tarkoittaa pitkäkestoista muistia. STP tarkoittaa nopeaa ja väliaikasta tapaa, jolla ensimmäinen hermosolu lähettää viestin toiselle hermosolulle ja LTP tatkoittaa pysyvää muutosta siinä, kuinka tuo viesti siirtyy.

En tunne muistikeskustelua lainkaan, mutta riippuen siitä, mikä on aivoalueella hermosolujen, synapsien tai niiden komponenttien uusiutumisväli, puhumattakaan nollausväli (mikäli nollausväliä edes on) eri aivoalueilla voi olla eri pituinen muisti riippuen siitä, kuinka elintärkeää aivoalueen käsittelemän tiedon vakaus evoluutiobiologisesti on. Tai voi olla, että en vain tunne asiaa riitävän hyvin ja sekoilen taas omiani.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 19:26

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 En ole skeptinen niiden toimintojen suhteen, mitä paikka- ja peilisoluille esitetään, vaan sille, että näistä toiminnoista vastaisi yksittäiset niihin toimintoihin erikoistuneet hermosolut. Pidän todennäköisempää, että näistä toiminnoista sen vastaa pylvää muiden toimintojensa osana, eikä siihen tarvita mitään erityisiä lisä kytkentöjä.

Olen sellaisessa luulossa, että tekoälyissä hyödynnetään eri tavoin toisiinsa tai takaisinkytkennällä itseensä kytkettyjä aktivaatiofunktiota, koska eri kytkentätavat mahdollistavat erilaiset funktiot neuroverkolle tekoälyyssä. Koska en tiedä uskon, kyllä senkin ja ihan yhtä hyvin, että nykyiset innovaatiot onnistisivat neuroverkolla, jossa on vain riittävän monta keskenään identtistä "pylväsneuroni moduulia". En siis tiedä syytä, miksi sellaisia tekoälyjä ei kaikkien nykyisten tekoälypulmien ratkaisussa hyödynnetä. Ehkä tietokoneiden laskentateho ei vain riitä. En tiedä.

Jos ymmärsin kuvauksesi oikein niin osaa tuloista käytetään datatuloina ja osaa aktivaatiotuloina (funktiotuloina). Tällöin samaa verkkoa voidaan käyttää eri tehtäviin fiktiota muuttamalla.

Itseasiassa jokainen pylväs on kuvasmasi kaltainen neuroverkko. Kun osa pylvään lähdöista kytketään talamokortikaalisten silmukoiden avulla takaisin noihin funktiotiotuloihin syntyy pylväästä tilakone, joka suorittaa neuroverkon datatuloille neuroverkon tilalähdön määäräämän funktion eli askelta tulojen, lähdön ja neuroverkon synapsien ohjaamana käyttäytymistä ja ajattelua tuottavia tapahtumasekvenssejä.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 19:26

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 Näistä välittäjäaineiden erityisesti dopamiinin vaikutuksista on käyty kovasti keskustelua monissa ketjuissa, ehkä liiankin voimakkaasti niiden roolia korostaen.

Nähdäkseni siinä missä keinotekoista neuroverkkoa opetetaan vielä tänä päivänä takaisinvirtauksella, oikeita aivoja opetetaan niin, että sama toiminto toistetaan. Dopamiini saa meidät yrittämään saman toistamista. Toki se myös valmistelee synaptiset asetukset niin, että aivojen onnistuu paremin oppimaan toistetava asia.

Artefaktiprojektiasi ajatellen, oikeiden aivojen oppimisprosessin tunteminen voi tarjota tekoälysovellusten rinnalle toisen tavan opettaa artefaktin "aivoja". Vaikka voi tietysi olla, että biologiset aivot tekevät paljon turhaa siihen nähden, mikä on lopulta on välttämätöntä.

Nykyään neuroverkot käsittääkseni opetetaan erillisessä opetus vaiheessa. Artefaktien on osattava oppia asioita reaaliaikaisesti normaalin käytön yhteydessä, tai pikemminkin artefakti itse opiskelee todellisuutta tuottamalla akteja ympäristöönsä, havainnoi niiden seurauksia.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 19:26

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 Mitään vanhentuneen tietokonemetaforan mukaista tiedon siirtelyä työmuistin ja pitkäkestoisen muistin välillä ei aivoissa tapahdu. Pylväät toimivat paikallisen funktiomuistin (pylvään fenriittrihin liittyneiden synapsien) ohjaamana paikallisen tilamuistin (neuronien aktivastiotilojen) datan avulla. Pylväät lähettävät tilamuutoksensa tiedoksi informastionaspureilkeen, jotka reagoivat siihen oman tilansa ja funktiomuistin määräämällä tavalla.

Ajatus globaalista työtilasta korvautuu tällä pylväiden vuorovaikutusprosessilla.

Luullakseni hermosto säätää toimintaansa tässä ja nyt STP-mekanismilla ja kun tässä ja nyt toistuu esimerkiksi riittävän usein, säätää hermosto toimintaansa lopulta LTP-mekanismilla. LTP-mekanismi tarkoittaa pitkäkestoista muistia. STP tarkoittaa nopeaa ja väliaikasta tapaa, jolla ensimmäinen hermosolu lähettää viestin toiselle hermosolulle ja LTP tatkoittaa pysyvää muutosta siinä, kuinka tuo viesti siirtyy.

En tunne muistikeskustelua lainkaan, mutta riippuen siitä, mikä on aivoalueella hermosolujen, synapsien tai niiden komponenttien uusiutumisväli, puhumattakaan nollausväli (mikäli nollausväliä edes on) eri aivoalueilla voi olla eri pituinen muisti riippuen siitä, kuinka elintärkeää aivoalueen käsittelemän tiedon vakaus evoluutiobiologisesti on. Tai voi olla, että en vain tunne asiaa riitävän hyvin ja sekoilen taas omiani.

Yleisesti käytössä olevat tekoälyjen neuroverkot eivät ole vielä todellisten neuronien toimintaa vastaavia pulssittavia verkkoja. Todellisten neuronien synapsit vahvistuvat Hebbin oppimissäännön mukaan: ne synapsit vahvistuvat, joiden molemmilla puolilla tietyn aikaikkunan puitteissa esiintyy aktivsatiopulssi toisinsanoen ne neutonin denriittrihin liittyvät synapsit jotka osallistuvat neuronin lukeamiseen vahvistuvat. Ne synapsit, joita ei riittävän usein vahvisteta heikkenevät. Tämä tarkoittaa, ettei tällaista tekniikkaa ole vielä käytössä. Tekoälyt toimivat vielä supertietokoneiden simulsstioina. Nykyistä neuromorfisempien tekoälyjen kehittämiseksi tarvitaa vielä aivan uuden tyyppisen elektroniikan kehittämistä.

Naturalisti kirjoitti: ↑23 Marras 2024, 02:33

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 19:26

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 En ole skeptinen niiden toimintojen suhteen, mitä paikka- ja peilisoluille esitetään, vaan sille, että näistä toiminnoista vastaisi yksittäiset niihin toimintoihin erikoistuneet hermosolut. Pidän todennäköisempää, että näistä toiminnoista sen vastaa pylvää muiden toimintojensa osana, eikä siihen tarvita mitään erityisiä lisä kytkentöjä.

Olen sellaisessa luulossa, että tekoälyissä hyödynnetään eri tavoin toisiinsa tai takaisinkytkennällä itseensä kytkettyjä aktivaatiofunktiota, koska eri kytkentätavat mahdollistavat erilaiset funktiot neuroverkolle tekoälyyssä. Koska en tiedä uskon, kyllä senkin ja ihan yhtä hyvin, että nykyiset innovaatiot onnistisivat neuroverkolla, jossa on vain riittävän monta keskenään identtistä "pylväsneuroni moduulia". En siis tiedä syytä, miksi sellaisia tekoälyjä ei kaikkien nykyisten tekoälypulmien ratkaisussa hyödynnetä. Ehkä tietokoneiden laskentateho ei vain riitä. En tiedä.

Jos ymmärsin kuvauksesi oikein niin osaa tuloista käytetään datatuloina ja osaa aktivaatiotuloina (funktiotuloina). Tällöin samaa verkkoa voidaan käyttää eri tehtäviin fiktiota muuttamalla.

Itseasiassa jokainen pylväs on kuvasmasi kaltainen neuroverkko. Kun osa pylvään lähdöista kytketään talamokortikaalisten silmukoiden avulla takaisin noihin funktiotiotuloihin syntyy pylväästä tilakone, joka suorittaa neuroverkon datatuloille neuroverkon tilalähdön määäräämän funktion eli askelta tulojen, lähdön ja neuroverkon synapsien ohjaamana käyttäytymistä ja ajattelua tuottavia tapahtumasekvenssejä.

Tarkoitan, että eri erilaiset keinotekoiset neuroverkot, kuten esim. kuvassa olevat:



tuottavat keskenän erilaisen lopputuloksen. Mustat viivat edustavat mahdollisia yhteyksiä, joita neuroneille voi kyseisissä verkoissa olla. Muut yhteydet eivät ole mahdolisia. Jos yhteyksiä lisää tai poistaa, verkko tuottaa eri loputuloksen samalle inputille.

Se mitä pohdin on, että en tiedä löytyykö joku yksittäinen kytkentätapa neuroneille, joka voisi toimia esimerkiksi ChatGTP:n moottorina käytetylle neuroverkolle, joka toisin kuin nykyinen ChatGPT, ei olisi riippuvainen siitä, että käytetään keskenään eri kytkentätapoja noudattavia verkkoja riippuen siitä, mitä pulmaa lopputuloksen kannalta niistä kukin verkko ratkaisevat.

Hämärästi muistelisin, että jotkut olivat saaneet tyyliin perusverkon:



(tai ylipäätään yhdentyyppistä kytkentälögiikkaa noudattavan verkon) ratkaisemaan pulman tai pulmia, jotka tyypillisesti ratkaistaan eri tavalla kytketyillä neuroneilla. Kunhan vain lisäsivät neuroneita tasoille riittävästi ja lisäsivät tasoja riittävästi. Muistaakseni tutkimus ei osoittanut, että kaikki pulmat voitaisiin ratkaista jotain tiettyä kytketälogiikkaa noudattavalla yleisneuroverkolla, mutta muistaakseni tutkimus antaa ymmärtää, että ei sellaisen yleisneuroverkon olenassaolo ehkä mahdotontakaan olisi.

Mutta tosiaan koska se, että saivat ratkaistua eri neuroverkkojen pulmia yhdellä neuroverkolla edellytti sitä, että neuronien määrää, tasoja ja opetteluun käytettävää aikaa lisättiin, se vähän viittaa siihen, että yleisneuroverkko voi edellyttää laskentakapasiteettia, johon supertietokoneet eivät tänä päivänä yllä, jotta minkään yksittäisen neuroverkkologiikan onnistuisi ratkaisemaan kaikki nykyiset neroverkkopulmat.

En siis tiedä, miten esimerkiksi jokin thousand brains -tyyppinen pylväsmalli voisi tehtävästä onnistua vai ylipäätään voisiko onnistua jos supertietokoneelle saadaan laskentakapasiteetin osalta samat resurssit kuin aivoilla on.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑23 Marras 2024, 15:57

Naturalisti kirjoitti: ↑23 Marras 2024, 02:33

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 19:26

Naturalisti kirjoitti: ↑22 Marras 2024, 17:38 En ole skeptinen niiden toimintojen suhteen, mitä paikka- ja peilisoluille esitetään, vaan sille, että näistä toiminnoista vastaisi yksittäiset niihin toimintoihin erikoistuneet hermosolut. Pidän todennäköisempää, että näistä toiminnoista sen vastaa pylvää muiden toimintojensa osana, eikä siihen tarvita mitään erityisiä lisä kytkentöjä.

Olen sellaisessa luulossa, että tekoälyissä hyödynnetään eri tavoin toisiinsa tai takaisinkytkennällä itseensä kytkettyjä aktivaatiofunktiota, koska eri kytkentätavat mahdollistavat erilaiset funktiot neuroverkolle tekoälyyssä. Koska en tiedä uskon, kyllä senkin ja ihan yhtä hyvin, että nykyiset innovaatiot onnistisivat neuroverkolla, jossa on vain riittävän monta keskenään identtistä "pylväsneuroni moduulia". En siis tiedä syytä, miksi sellaisia tekoälyjä ei kaikkien nykyisten tekoälypulmien ratkaisussa hyödynnetä. Ehkä tietokoneiden laskentateho ei vain riitä. En tiedä.

Jos ymmärsin kuvauksesi oikein niin osaa tuloista käytetään datatuloina ja osaa aktivaatiotuloina (funktiotuloina). Tällöin samaa verkkoa voidaan käyttää eri tehtäviin fiktiota muuttamalla.

Itseasiassa jokainen pylväs on kuvasmasi kaltainen neuroverkko. Kun osa pylvään lähdöista kytketään talamokortikaalisten silmukoiden avulla takaisin noihin funktiotiotuloihin syntyy pylväästä tilakone, joka suorittaa neuroverkon datatuloille neuroverkon tilalähdön määäräämän funktion eli askelta tulojen, lähdön ja neuroverkon synapsien ohjaamana käyttäytymistä ja ajattelua tuottavia tapahtumasekvenssejä.

Tarkoitan, että eri erilaiset keinotekoiset neuroverkot, kuten esim. kuvassa olevat:



tuottavat keskenän erilaisen lopputuloksen. Mustat viivat edustavat mahdollisia yhteyksiä, joita neuroneille voi kyseisissä verkoissa olla. Muut yhteydet eivät ole mahdolisia. Jos yhteyksiä lisää tai poistaa, verkko tuottaa eri loputuloksen samalle inputille.

Se mitä pohdin on, että en tiedä löytyykö joku yksittäinen kytkentätapa neuroneille, joka voisi toimia esimerkiksi ChatGTP:n moottorina käytetylle neuroverkolle, joka toisin kuin nykyinen ChatGPT, ei olisi riippuvainen siitä, että käytetään keskenään eri kytkentätapoja noudattavia verkkoja riippuen siitä, mitä pulmaa lopputuloksen kannalta niistä kukin verkko ratkaisevat.

Hämärästi muistelisin, että jotkut olivat saaneet tyyliin perusverkon:



(tai ylipäätään yhdentyyppistä kytkentälögiikkaa noudattavan verkon) ratkaisemaan pulman tai pulmia, jotka tyypillisesti ratkaistaan eri tavalla kytketyillä neuroneilla. Kunhan vain lisäsivät neuroneita tasoille riittävästi ja lisäsivät tasoja riittävästi. Muistaakseni tutkimus ei osoittanut, että kaikki pulmat voitaisiin ratkaista jotain tiettyä kytketälogiikkaa noudattavalla yleisneuroverkolla, mutta muistaakseni tutkimus antaa ymmärtää, että ei sellaisen yleisneuroverkon olenassaolo ehkä mahdotontakaan olisi.

Mutta tosiaan koska se, että saivat ratkaistua eri neuroverkkojen pulmia yhdellä neuroverkolla edellytti sitä, että neuronien määrää, tasoja ja opetteluun käytettävää aikaa lisättiin, se vähän viittaa siihen, että yleisneuroverkko voi edellyttää laskentakapasiteettia, johon supertietokoneet eivät tänä päivänä yllä, jotta minkään yksittäisen neuroverkkologiikan onnistuisi ratkaisemaan kaikki nykyiset neroverkkopulmat.

En siis tiedä, miten esimerkiksi jokin thousand brainsm -tyyppinen pylväsmalli voisi tehtävästä onnistua vai ylipäätään voisiko onnistua jos supertietokoneelle saadaan laskentakapasiteetin osalta samat resurssit kuin aivoilla on.

Hienoja kuvia! Tästä on hyvä lähteä käsittelemään asioita ysikerrallaan (käsittelemme nyt ehkä liian montaa asiaa yhtä aikaa).

Aluksi muutama sana Jeff Hawkinsin kirjoista ja ajattelusta. Olen hänen kanssaan pitkälle samaa mieltä.

Jeff Hawkinsin kirjat "On Intelligence" (2004) ja "A Thousand Brains: A New Theory of Intelligence" (2021) käsittelevät aivojen toimintaa ja älykkyyttä. Ensimmäinen Kirja on myös suomennettu.

Tässä lista hänen keskeisistä ideoista:

1. Muistin-prediktiomallin teoria: Hawkins esittelee teorian, jossa aivojen tärkein tehtävä on ennustaa tulevia tapahtumia menneiden kokemusten pohjalta. Tämä malli selittää, miksi ihmiset voivat reagoida nopeasti ja tehokkaasti erilaisiin tilanteisiin.

2. Neokorteksin rooli: Hawkins korostaa neokorteksin merkitystä älykkyyden ja havaintojen ymmärtämisessä. Hawkins väittää, että nämä alueet rakentavat ja yhdistävät havaintoja eri osa-alueilla.

3. Älykkyyden yleisyys: Hawkins esittelee ajatusta, että älykkyyden periaatteet ovat yleisiä kaikille kehittyneille eläimilleei vain ihmisille. Tämä teoria tarjoaa uuden näkökulman tekoälyyn ja sen kehittämiseen.

4. Älykkään koneen kehittäminen: Hawkins ehdottaa, että tulevaisuuden älykkäät koneet tulisi suunnitella vastaamaan aivojen neokorteksin rakennetta ja toimintaa, jotta ne voisivat oppia ja toimia älykkäästi samalla tavalla kuin ihmiset.

Linkkejä:

https://www.shortform.com/blog/jeff-hawkins-ai/

https://www.nature.com/articles/d41586-023-01531-x

----

Nuo Hawkinssin kirjat kannattaa lukea. Ensimmäinen on myös suomennettu. Nykyiset keinotekoiset neuroverkot ovat vielä hyvin kaukana todellisten aivojen neurovetkosta. Mä teen pian pienen tiivistelmän todellisten aivojen neurovetkkojen ja keinotekoisten neurovetkkojen täkeimmistä eroista.

^
Pitäisi varman lukea nuo kirjat, jotta pystyisin osallistua keskusteluun. En nimittäin osaa arvioida ihnisaivojen ja tietokoneiden eroa laskentatehossa, mikä olisi varmaan aika olennnaista, jotta voisi pohtia aivoille analogioita tekoälystä, ellei tosiaan kyse ole hermoverkon yleisistä periaatteista tms. Mielenkiinnolla odotan tiivistelmääsi.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑24 Marras 2024, 02:06 ^
Pitäisi varman lukea nuo kirjat, jotta pystyisin osallistua keskusteluun. En nimittäin osaa arvioida ihnisaivojen ja tietokoneiden eroa laskentatehossa, mikä olisi varmaan aika olennnaista, jotta voisi pohtia aivoille analogioita tekoälystä, ellei tosiaan kyse ole hermoverkon yleisistä periaatteista tms. Mielenkiinnolla odotan tiivistelmääsi.

Joo, suosittelen lukemaan. Toisaalta voit alkaa keskustelemaan kiinnostavista kirjoista tekoälyn kanssa jo ennen niiden lukemistakin saadaksesi selville kannattaako niitä alkaa edes lukemaan. Sopivilla kysymyksillä pääsee jo hyvin pitkälle.

Aluksi voi kysyä esimerkiksi mitkä ovat kirjan pääväitteet. Sitten voi pyytää sitä vertailemaan vastauksia jo tuttuihin muihin ideoihin ja/tai omiin käsityksiin. Kaikkiin vastauksiin on suhtauduttava kokoajan hyvin kriittisesti ja liian avoimet kysymykset tuottaa myös vain ympäripyöreitä vastauksia. Vastauksia pitää aina tarvittaessa myös kritisoida. Voit olla tyytyväinen, kun tekoäly toteaa sinun olevan oikeassa, pahoittelee virhettään ja antaa täsmennetyn vastauksen.

Yritin jo eilen aloittaa tällä konstilla mainitsemani tiivistelmän tekemistä Copilotin avustuksella, mutta siitä ei tullut oikein mitään. Se sekoitti keskenään jo peruskäsitteet, kuten aivokuoren kerroksellisuuden ja aivokuoren toiminnallisten alueiden hierarkkisuuden. Kun noita oikaisuja piti tehdä turhan paljon, vaihdoin käyttämään ChatGPT:n palveluja ja sitten alkoi Lyyti kirjoittamaan.

Tämän tiivistelmän teossa menee nyt ehkä jonkin aikaa. Mä panen sitten keskustelun lopputuleman tänne näkyviin. Sähän voisit tehdä samaa myös itse. Voimme sitten vertailla keskenämme saamamme tuloksia ja jatkaa pohdintoja siitä eteenpäin.

Stadin öljylanne kirjoitti: ↑24 Marras 2024, 02:06 ^
Pitäisi varman lukea nuo kirjat, jotta pystyisin osallistua keskusteluun. En nimittäin osaa arvioida ihnisaivojen ja tietokoneiden eroa laskentatehossa, mikä olisi varmaan aika olennnaista, jotta voisi pohtia aivoille analogioita tekoälystä, ellei tosiaan kyse ole hermoverkon yleisistä periaatteista tms. Mielenkiinnolla odotan tiivistelmääsi.

Mä lisäsin tuon "tiivistelmän" avauksen jatkoksi "Täydentävä päivitys 25.11.2024: Tavoitteena neuromorfinen tekoäly". Käy kurkkaamassa ja kerro saako siitä selvää. Ajattelin, että tämän keskustelun (Memeettinen naturalismi) tarkoitus on yrittää hahmottaa aivojen toiminnallista viitekehystä ainakin sen verran, että sen perusteella on mahdollista pohtia, miten tähän kehikkoon voidaan ripustaa mielenfilosofian, psykologian ja sosiologian aivotoimintaan liittyvät teoriat. Mitä asioita sinusta pitäisi nyt seuraavaksi tarkentaa tämän tavoitteen näkökulmasta?

https://jmp.sh/s/3d4UakBbehx7XvcMov0a

Laitoin ekan sivun notebooklm-tekoälylle ja annoin sen generoida sivun perustella podcastin. Toi on hauska tekoäly muutamalla ekalla kerralla kuultuna, mutta pikkuhiljaa, kun alkaa maneerit paljastua, autenttisuus kärsii. Mutta ei sillä, tuo on ihan hauska, kun se selittää itselleen sisällön konsepteja kehitellen välillä ihan oivaltavia analogioita ja kysymyksiä. Niistä voi saada itsekin vihjeitä miten kehittää ajatustaan eteenpäin. Tosin en osaa sanoa onko tuosta hyötyä, mutta jos tämä stimuloi tässä vaiheessa.

Kutsuvat minua nimimerkillä "oil situation" kun ei taivu nimimerkkini englanniksi