Sieci neuronowe kopiują biologiczny mózg. W ten sposób rozpoznają zapachy

Okazuje się, że jeśli sieci neuronowe otrzymują za zadanie sklasyfikowanie wykrytych zapachów, to wykorzystują w tym celu struktury przypominające te spotykane między innymi u ludzi.

Metody wykorzystywane przez różne zwierzęta w celu rozpoznawania zapachów są zaskakująco podobne. Fakt, że sieci neuronowe również z nich korzystają jest natomiast dość zaskakujący. Sugeruje to, iż węchomózgowie powstałe w toku ewolucji jest idealnym rozwiązaniem w zakresie funkcjonowania zmysłu powonienia. I to do tego stopnia, że „sztuczne życie” również postanowiło z niego korzystać.

Czytaj też: Jak złożony jest ludzki mózg? Potrzeba było 1000 sztucznych neuronów, by odwzorować działanie jednego neuronu biologicznego

Na czele zespołu odpowiedzialnego za badania w tej sprawie stanął Guangyu Robert Yang. Wraz ze swoimi współpracownikami opisał rezultaty analiz na łamach Neuron. W artykule pojawia się między innymi wniosek o skuteczności sieci neuronowych w zakresie modelowania mózgów.

Jeśli chodzi o naszą wiedzę na temat poszczególnych elementów budowy węchomózgowia, to jest ona zaskakująco duża w przypadku muszek owocówek. Występujące u nich neurony czuciowe przekształcają wykryte zapachy w aktywność elektryczną. Neurony te wysyłają sygnały do innych, znajdujących się w płacie czołowym mózgu. Tamtejsze neurony czuciowe tworzą swego rodzaju warstwę kompresyjną, która przekazuje sygnały do kolejnej, trzeciej.

Sieci neuronowe miały za zadanie rozpoznawać i klasyfikować zapachy

Mając dostęp do informacji na temat organizacji struktur węchowych w mózgach muszek owocówek, naukowcy są w stanie ocenić, w jakim stopniu sieci neuronowe mogą stanowić obiekty badań nad biologicznymi mózgami. Wang stworzył taką sieć, złożoną z trzech warstw – takich samych jak w przypadku wspomnianych owadów. Liczba neuronów była taka sama jak w przypadku owadów, jednak nie zostały one ustawione w konkretny sposób. Organizowały się same, wraz z postępami w nauce ze stron sieci neuronowej.

Czytaj też: Dla tej sztucznej inteligencji operowanie językiem to pestka. Za MT-NLG odpowiada Microsoft i NVIDIA

Jej zadaniem było następnie przypisanie różnych zapachów do kategorii oraz identyfikacja mieszanek zapachowych, z czym biologiczne mózgi radzą sobie wyjątkowo dobrze. W krótkim czasie sieć neuronowa utworzyła struktury niezwykle podobne do tych obserwowanych w mózgach muszek owocówek. Jakby tego było mało, nawet liczba połączeń między neuronami była identyczna jak w przypadku tych owadów. Potwierdza to, że ewolucja zapewniła mózgom najbardziej optymalne rozwiązania w zakresie zmysłu powonienia.