2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 11:21 


27/08/16
11881
sergey zhukov в сообщении #1682400 писал(а):
Совсем не очевидно, что размещение по поверхности лучше, чем размещение в объеме.
В каком смысле "лучше"? В спинном мозгу ядра нейронов в центре ствола, но у него и функции немного другие.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 11:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
11353
sergey zhukov, да, не очевидно. Потому что непонятны принципы оптимизации. В частности, априорно непонятно, какие связи с какими (сколькими) нейронами нужны. Ясно же, что это не будут связи каждого с каждым. Если двумерная компоновка позволяет большинство связей сделать короткими, но при этом оставляет возможность и для дальних связей (которые пойдут через объём), значит в ней есть какой-то смысл.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 11:39 


17/10/16
5371
realeugene
Ну вот мы же не стараемся оправдать поворот зрительной сетчатки в глазу задом-наперед? Хотя и тут можно придумать какие-то оправдания, но вроде все согласны, что это с любой точки зрения не может считаться оптимальным решением. С мозгом мне кажется все обстоит так же.

Я хотел сказать, что увеличение поверхности легких - это легко понять. Это поверхность переноса. А вот увеличение поверхности мозга - это какой-то побочный эффект какого-то другого процесса. Собственно, сама свободная поверхность не нужна, никакой перенос через нее не происходит (мне так кажется). Если бы каждой серой клетке требовалось для чего-то быть ближе к спинномозговой жидкости - тогда понятно. Может, конечно, так и есть, не знаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 11:43 


27/08/16
11881
sergey zhukov в сообщении #1682409 писал(а):
но вроде все согласны, что это с любой точки зрения не может считаться оптимальным решением.
Вы не знаете альтернатив лучше.
И выгоды такого расположения тоже есть: нейроны ближе к сосудистой оболочке, которая их питает. А иначе питание должно было бы через слой нервов как-то проходить.

-- 16.04.2025, 11:49 --

sergey zhukov в сообщении #1682409 писал(а):
А вот увеличение поверхности мозга - это какой-то побочный эффект какого-то другого процесса.
В который раз намекаю: кора двумерна, и это принципиально. В третьем измерении базовые функции слоёв клеток жёстко фиксированы. А вот по поверхности коры разные участки архитектурно подобны, хоть и отвечают за разные части высших функций мозга.

Может ли кожа расти в объёме? Может, но это патология. Функция у кожи другая. Так и у коры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 11:53 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
11353
sergey zhukov в сообщении #1682409 писал(а):
Ну вот мы же не стараемся оправдать поворот зрительной сетчатки в глазу задом-наперед? Хотя и тут можно придумать какие-то оправдания, но вроде все согласны, что это с любой точки зрения не может считаться оптимальным решением.

Вы о чём? Что изображение на сетчатку проецируется вверх ногами? А какая разница? Хоть боком, к обработке сигналов это не имеет никакого отношения и с оптимизацией никак не связано.

sergey zhukov в сообщении #1682409 писал(а):
Я хотел сказать, что увеличение поверхности легких - это легко понять. Это поверхность переноса. А вот увеличение поверхности мозга - это какой-то побочный эффект какого-то другого процесса.

Это очевидный эффект того, что большое количество тел нейронов нужно разместить где-то ближе к поверхности. А почему это нужно, это уже другой вопрос. Вероятно, это имеет отношение к логике связей.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение16.04.2025, 12:01 


17/10/16
5371
epros
Нет, я об известном факте: светочувствительные клетки сетчатки у человека отвернуты от источника света. Зрительные нервы подходят к ним со стороны падения света. Слепое пятно в глазу находится в том месте, где зрительные нервы должны "проткнуть" поверхность сетчатки, чтобы выйти наружу из глаза. Все выглядит так, как будто сетчатка вывернута наизнанку.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение21.04.2025, 19:27 


01/03/13
2659
По сабжу.
Просто в ходе эволюции не смогли произойти нужные мутации для роста новой коры в толщину. Вперёд вырвались мутанты с мутациями, обеспечивающими рост поверхности. Говоря математическим языком эволюция мозга попала в локальный минимум и застряла там (ползая по дну каньона :mrgreen: ).
ИМХО.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение22.04.2025, 10:10 


17/10/16
5371
Да, если сравнить процесс эволюции с алгоритмами оптимизации, то это даже не жадный алгоритм, который на каждом шаге выбирает локально наилучший ход, а случайный поиск, который на каждом шаге выбирает лучший шаг из случайного множества вариантов (которое, разумеется, не полно). Скажем, если в данной точке был возможен некоторый отличный шаг, но он не попал в случайное множество и не был представлен "на суд" отбора, то он и не будет выбран, вместо него будет выбрано что-то не столь хорошее ( в результате чего отличный шаг становится в дальнейшем уже не актуальным, переходит в разряд "упущенных возможностей"). Поскольку мутации возникают случайно и независимо от своей "полезности", то можно даже ожидать, что "удовлетворительные" мутации всегда обгонят "наилучшие" в своем появлении и что эволюционный процесс идет в среднем по "удовлетворительному" пути.

Если предельно упростить, то получится, что в некоторой фазовой точке эволюционирующей системы выбираются два (из огромного числа возможных) случайных варианта ее дальнейшего движения, и выбор делается только из этих двух шагов (а не из всех возможных шагов вообще).

Даже жадный алгоритм далек от совершенства. А такой случайный алгоритм и тем более.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение22.04.2025, 10:37 


15/11/15
1128
Меня в школе интересовал всегда вопрос: почему рисунок головного мозга так похож на грецкий орех?
С чем это связано?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение22.04.2025, 10:53 


17/10/16
5371
gevaraweb
Да просто случайность, наверное.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение01.05.2025, 08:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
10222
Москва
sergey zhukov в сообщении #1682420 писал(а):
Нет, я об известном факте: светочувствительные клетки сетчатки у человека отвернуты от источника света. Зрительные нервы подходят к ним со стороны падения света. Слепое пятно в глазу находится в том месте, где зрительные нервы должны "проткнуть" поверхность сетчатки, чтобы выйти наружу из глаза. Все выглядит так, как будто сетчатка вывернута наизнанку.


Просто нервные клетки прозрачнее кровеносных сосудов. Которые с другой стороны от светочувствительных клеток.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение01.05.2025, 09:58 


17/10/16
5371
Евгений Машеров
Понятно, что если взять почти любой текущий результат эволюции и что-то одно в нем изменить, то это скорее всего приведет к ухудшению. Мы не можем теперь просто взять и перевернуть зрительную сетчатку наоборот, надеясь на улучшение, ведь это конструктивное решение уже отполировано временем до возможных пределов. Знаете, это как на известной картинке:
Изображение
Когда был случайно выбран поворот в сторону варианта, нарисованного на четвертой картинке (т.к. он был чем-то лучше предыдущих трех вариантов, среди которых случайно не оказалось самого лучшего варианта), то дальше можно было его улучшить только так, как показано на пятой.
Тут речь скорее о том, что в эволюционном пути в прошлом прослеживаются "повороты не туда" и "принцип непрерывности" (особенно явно проявляющиеся на "топологических" случаях, когда требовалось что-то распутать или вывернуть). Возникновение чего-либо без планирования и моделирования путем случайного нащупывания все же имеет свой отпечаток.

Не исключен ведь даже такой предельный случай, когда в каждом поколении присосабливаемость всех потомков систематически ниже по отношению к приспосабливаемости родителей (маловероятно, но не исключено). Тогда отбору придется систематически выбирать "лучшее из плохого", и как-то глупо будет оправдывать конечный результат такого "конструирования". Это, конечно, доведение до предела. Но и в реальном эволюционном процессе есть эта составляющая.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение01.05.2025, 12:55 
Аватара пользователя


14/11/12
1395
Россия, Нижний Новгород
Оптимизация, очевидно, направлена на удешевление стоимости обучения. То есть, на удешевление скорости установления новых связей между нейронами (в совокупности с локальными изменениями системы кровоснабжения).

В среднем каждые сутки каждый нейрон получает всего лишь 2-3 новых связи с другими нейронами (и столько же каких-то старых связей утрачивает). Это неимоверно ограничивает скорость обучения. С другой стороны, такой низкой скорости обучения большинству оказывается достаточно для нормальной жизни.

Собственно, процесс творческого мышления состоит не в том, что человек такой вот сел и 15 минут напряжённо "подумал" над задачей, а в том чтобы за несколько месяцев (или лет) буквально отрастить нужное количество нужных связей в нужном месте, которые в результате сделают потом возможным решение этой задачи за 15 минут.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение01.05.2025, 13:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


20/08/14
9038
SergeyGubanov в сообщении #1684573 писал(а):
Оптимизация, очевидно, направлена на удешевление стоимости обучения. То есть, на удешевление скорости установления новых связей между нейронами (в совокупности с локальными изменениями системы кровоснабжения).
Оптимизация может быть направлена на разные вещи. Например, на уменьшение объема головы при сохранении интеллекта. Известно, что с верхнего палеолита объем мозга уменьшается. Это оправдано, поскольку большая голова ребенка повышает риск для роженицы. Уменьшаются ли умственные способности вслед за уменьшением мозга - неизвестно, это не измерить. Есть гипотеза, что да. Но возможно, что как раз понемногу оптимизируется упаковка нейронов, о которой я писал на первой странице.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему мозг имеет развитую поверхность?
Сообщение02.05.2025, 02:19 
Аватара пользователя


14/11/12
1395
Россия, Нижний Новгород
Если так, то это печально. Интуитивно кажется, что более плотная упаковка нейронов должна давать проигрыш в способности к обучению. Для того чтобы ежедневно в режиме 24/7 быстро проращивать много длинных связей между далёкими нейронами нужно бы иметь некий запас относительно свободного пространства для манёвра.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 33 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, Deggial, korona, Ende, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group