Şu yazıyı okuyorsunuz: Sinir ağları en iyi şekilde insanın uyku düzenini taklit ederek öğrenir
San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, yapay sinir ağlarının, yıkıcı unutma sorununu azaltmak için insan beyninin uyku düzenini nasıl taklit edebileceğini araştırıyor.
Araştırma şu tarihte yayınlandı: PLOS Hesaplamalı Biyoloji.
Ortalama olarak insanlar her 24 saatte 7 ila 13 saat uykuya ihtiyaç duyarlar. Uyku vücudu birçok yönden rahatlatsa da beyin hala çok aktiftir.
Beyin uyku sırasında aktif
Maxim Bazhenov, PhD, Kaliforniya Üniversitesi San Diego Tıp Fakültesi’nde tıp profesörü ve uyku araştırmacısıdır.
Bazhenov, “Beyin uyurken çok meşgul oluyor, gün içinde öğrendiklerimizi tekrarlıyor” diyor. “Uyku, anıların yeniden düzenlenmesine ve en verimli şekilde sunulmasına yardımcı olur.”
Bazhenov ve ekibi, uykunun nesneler, insanlar veya olaylar arasındaki keyfi veya dolaylı ilişkileri hatırlama yeteneği olan rasyonel hafızayı nasıl oluşturduğuna dair daha önce çalışmalar yayınlamıştı. Aynı zamanda eski anıların unutulmasına karşı da koruma sağlar.
Felaketli unutma sorunu
Yapay sinir ağları, yapay zeka teknolojilerini ve sistemlerini geliştirmek için insan beyninin mimarisinden ilham alıyor. Bu teknolojiler hesaplama hızı şeklinde insanüstü performansa ulaşmayı başarmış olsa da, büyük bir sınırlamaları var. Sinir ağları sırayla öğrendiğinde, yıkıcı unutma olarak bilinen bir olguda, yeni bilgiler önceki bilgilerin üzerine yazılır.
Bazhenov, “Buna karşılık, insan beyni sürekli olarak yeni verileri öğrenir ve mevcut bilgilere dahil eder ve genellikle yeni eğitim, hafızayı pekiştirmek için uyku dönemleriyle iç içe geçtiğinde en iyi şekilde öğrenir” diyor.
Ekip, doğal sinir sistemlerini yapay olarak taklit eden sinir ağlarını kullandı. Bilgi, sürekli iletişim kurmak yerine, zamanın belirli noktalarında ayrı olaylar veya ani artışlar halinde iletilir.
Sinir ağlarında uykuyu taklit edin
Araştırmacılar, ağları hızlandıran, ara sıra uykuyu taklit eden çevrimdışı dönemler içeren yeni görevler üzerinde eğitildiğinde, yıkıcı unutma sorununun azaldığını buldu. Araştırmacılar, insan beynine benzer şekilde “uyku”nun, ağların eski eğitim verilerini açıkça kullanmadan eski anıları yeniden oynatmasına olanak tanıdığını söylüyor.
Bazhenov, “Yeni bilgi öğrendiğimizde nöronlar belirli bir sırayla ateşleniyor ve bu da aralarındaki sinapsları artırıyor” diyor. “Uyku sırasında, uyanıklık halimizde öğrenilen sivri uçlu desenler kendiliğinden tekrarlanır. Buna yeniden etkinleştirme veya tekrarlama denir.
“Sinaptik esneklik, değiştirilme veya şekillendirilme yeteneği, uyku sırasında hala mevcuttur ve hafızayı temsil eden sinaptik ağırlık modellerini daha da güçlendirerek unutmayı önlemeye yardımcı olabilir veya bilginin eski görevlerden yeni görevlere aktarılmasına izin verebilir.”
Ekip, bu yaklaşımın yapay sinir ağlarına uygulanmasının, ağların yıkıcı unutmayı önlemesine yardımcı olduğunu buldu.
Bazhenov şöyle devam ediyor: “Bu, bu ağların insanlar veya hayvanlar gibi sürekli öğrenebileceği anlamına geliyordu.” “İnsan beyninin uyku sırasında bilgiyi nasıl işlediğini anlamak, insan deneklerde hafızanın artmasına yardımcı olabilir. Artan uyku oranları daha iyi hafızaya yol açabilir.
“Diğer projelerde, uyku ritimlerini iyileştiren ve öğrenmeyi geliştiren işitsel tonlar gibi uyku sırasında uyarım uygulamak için en uygun stratejileri geliştirmek için bilgisayar modellerini kullanıyoruz. Bu, hafızanın optimal olmadığı durumlarda, örneğin hafızanın yaşlanmayla birlikte azaldığı veya Alzheimer hastalığı gibi bazı durumlarda özellikle önemli olabilir.
