Sny działają jak sieci neuronowe? Powstała nowa hipoteza dotycząca natury śnienia19.05.2021

Teoria przeładowanego mózgu pochodzi od algorytmów, które uparcie przywiązują się do jednego zbioru danych, odrzucając możliwość napotkania czegoś mniej oczekiwanego.

Loty w kosmos na drewnianym widelcu, trafienie do obsady ulubionego serialu, albo… znalezienie się w pudełku zapałek; skoki w czasie i pełne butelki mleka, których nigdy nie da się odkręcić – sny mogą być naprawdę dziwne. Przydarzają się one każdemu, a ich tematyka wynika z jakiegoś konkretnego powodu. Na ich temat powstało już wiele teorii, ale jedną z ciekawszych hipotez zaprezentował niedawno profesor z zakresu neuronauk na Tufts University – Eric Hoel.

Badacz porównał procesy przetwarzania informacji w śpiącym ludzkim mózgu do deep learningu, czyli metody, na bazie której pracują algorytmy sztucznej inteligencji:

– Niedawne badania na sztucznych sieciach neuronowych wykazały, że podczas uczenia się sieci napotykają na problem przesadnego dopasowywania informacji do określonego zbioru danych – brzmi pierwszy akapit pracy Hoela. – Proces ten prowadzi do błędnych generalizacji i obniżenia wydajności w porządkowaniu nowych zbiorów danych – pisze dalej profesor.

Badacz próbuje wytłumaczyć sny hipotezą, którą nazwał teorią przeładowanego mózgu (overfitted brain hypothesis). Odnosi się ona do sieci neuronowych, które „karmione” jednym określonym zbiorem danych, zapoznają się z nim zbyt mocno. Co to znaczy? Otóż algorytm z miejsca uznaje, że podsunięty mu zbiór danych (który jest oczywiście tylko jedną z wielu reprezentacji rzeczywistości) będzie świetnie pasował do wszystkich innych informacji. Rodzi to problem – przesadne i wręcz groteskowe interpretacje. Programiści celowo więc wprowadzają trochę chaosu w danych, bądź uszkadzają je, aby sieci neuronowe nie dopasowały uparcie wszystkiego do jednego tylko schematu. To uaktywnia w nich większą zdolność do radzenia sobie z mniej nieoczekiwanymi danymi. To samo może dziać się w snach.

Jak twierdzi Eric Hoel, sny mogą być dla człowieka koniecznym „zastrzykiem hałasu” (injection of noise). Przypominająca halucynacje pełna fantasmagorii i bajek rzeczywistość snu różni się od standardowych bodźców dostarczanych w ciągu dnia. Sen jest zwykle mocno przez śniącego przeżywany, a więc bodźce ulegają realnemu przetwarzaniu. Dzięki temu mózg pozwala sobie spojrzeć na rzeczy dobrze znane od innej strony, znaleźć nieoczywiste rozwiązania i po prostu „odświeżyć się”, uważa naukowiec.