Учёные из Сколтеха предложили математическую модель памяти и сделали на основании её анализа выводы, которые могут пригодиться в области искусственного интеллекта, робототехники и в изучении человеческой памяти. В числе прочего, опубликованное в журнале Scientific Reports исследование указывает на то, что оптимальный набор чувств включает не пять, а семь отдельных чувств.
«Применительно к человеческим органам чувств наш вывод не стоит воспринимать слишком серьёзно, хотя кто знает, возможно, в процессе долгой эволюции разовьются, скажем, чувство уровня радиации или магнитного поля. Так или иначе, в робототехнике и теории искусственного интеллекта он может быть полезен, — заявил один из авторов работы, профессор Центра искусственного интеллекта Сколтеха Николай Бриллиантов. — Похоже, что число удерживаемых в памяти отдельных концепций максимально в том случае, если каждой из них отвечает семь, а не пять или, скажем, восемь признаков».
В соответствии с распространённым подходом, впервые сформулированным в начале XX века, представленная в работе модель строится на основе энграмм — базовых единиц памяти. Энграмму, как физическую запись в памяти, можно представить как рассредоточенную по разным отделам мозга группу нейронов, которые активируются совместно. Концептуальное содержание энграммы — это идеальный абстрактный объект, характеризуемый рядом признаков. В случае человеческой памяти признаки соответствуют каналам чувственного восприятия. Например, понятие «банан», оказывается, связано с соответствующим визуальным образом, запахом, вкусом и так далее. Получается пятимерный объект, который существует и эволюционирует в пространстве с пятью измерениями, заполненном всеми остальными концепциями, сохранёнными в памяти.
Эволюция энграмм подразумевает, что соответствующие концепции, со временем, могут становиться либо более отчетливыми, либо более размытыми. Это зависит от того, насколько часто энграмма активируется стимулом, который поступает через органы чувств из внешнего мира и вызывает воспоминание о связанном с ней объекте. Так моделируется обучение и забывание в условиях взаимодействия с внешним миром.
«Мы математически показали, что эволюция энграмм в концептуальном пространстве приводит к некому устойчивому состоянию, то есть, через некоторое время образуется „зрелое“ распределение энграмм, которое в дальнейшем сохраняется, — рассказал Бриллиантов. — Рассмотрев итоговую ёмкость концептуального пространства с произвольным количеством измерений, мы увидели довольно неожиданную вещь: по достижении устойчивого состояния наибольшее число независимых энграмм помещается в памяти тогда, когда измерений семь. Отсюда и утверждение о семи чувствах».
Иными словами, во внешнем мире существуют объекты, и их можно описать конечным числом признаков, которые отвечают измерениям некоторого концептуального пространства. Ёмкость измеряется как количество независимых (уникальных) концепций, связанных с внешними объектами. Чем больше ёмкость памяти, тем глубже понимание мира. Оказывается, она максимальна для семимерного концептуального пространства. На этом основании учёные делают вывод об оптимальном количестве чувств.
По словам авторов исследования, число семь выводится независимо от особенностей модели концептуального пространства и внешних стимулов, формирующих чувственные впечатления. По-видимому, это число является надёжной и устойчивой характеристикой энграмм памяти как таковых. Учёные делают оговорку, что считают синонимичными (не уникальными) несколько энграмм разного размера, существующих вокруг общего центра в пространстве концепций. Они представляют сходные понятия, поэтому учитываются как одна концепция при подсчёте объёма памяти.
Память людей и других живых существ — загадочное явление, связанное, в том числе, с сознанием. Развитие теоретических моделей в этой области потребуется и для более глубокого понимания психики, и для воспроизведения памяти, подобной человеческой, у разного рода ИИ-агентов.
