?

Log in

No account? Create an account
хочу все знать: как мы учимся? - Поклонник деепричастий [entries|archive|friends|userinfo]
Anatoly Vorobey

[ website | Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Links
[Links:| English-language weblog ]

хочу все знать: как мы учимся? [июн. 2, 2017|06:09 pm]
Anatoly Vorobey
[Tags|]

Я хотел бы понять, что на самом деле известно нейробиологам о том, как мы учимся что-то делать.

Загадочный процесс обучения кажется мне ключевым для понимания того, как мы вообще чего-то добиваемся. Когда мы учимся что-то делать (ловить мяч, играть на музыкальном инструменте, говорить на чужом языке, ходить...), это всегда включает в себя множество повторений с осознанной обратной связью, т.е. мы сознательно понимаем, что мы это делаем хорошо/плохо/лучше/хуже. Со временем правильное движение мускулов (пальцев рук, рта и языка, ног...) становится автоматическим или полуавтоматическим - мы чему-то научились. С одной стороны, этот процесс требует осознанной коррекции: просто повторять много раз, не получая обратной связи и не осмысливая ее, обычно не помогает. С другой стороны, этот процесс не поддается сознательному управлению. Невозможно (к сожалению?) срезать путь и сказать себе: я знаю, что пальцы для игры на фортепиано должны двигаться так-то и так-то, вот я их теперь и буду всегда правильно двигать. Или: я знаю, что правильный порядок слов в иностранном языке такой-то, теперь я всегда даже при быстрой речи буду ставить слова в правильном порядке. Это не работает. Одного знания, как правильно, не хватает, чтобы научиться делать правильно: нужно это большое число повторений с обратной связью.

Тот факт, что обучение самым разным вещам внешне выглядит столь похоже: повторение с осознанной обратной связью - приводит к предположению, что в мозгу есть какой-то общий механизм/алгоритм обучения. Известно ли ученым что-то достоверно о том, существует ли такой общий механизм и как он работает на уровне устройства мозга?

Например, популярные книжки и статьи часто утверждают примерно следующее: что повторение одних и тех же действий снова и снова "укрепляет" определенные синаптические связи между нейронами, пока наконец не образуется маршрут из особенно тесно связанных нейронов, который и является овеществлением нового "умения" - нам легко теперь что-то делать, не задумываясь, потому что сигналы легко проходят по укрепленным связям. Я хочу понять, насколько эта картина, которую я только что описал, действительно является научной моделью, описанной в статьях и подтвержденной в экспериментах и понятой в каких-то деталях, или это скорее такая красивая метафора, просто-история ("just-so story"), основанная на туманных представлениях о роли нейронов, но на самом деле мы реально не знаем, как это происходит. Кто-нибудь знает?

Буду очень благодарен за мнения знающих людей на эту тему, а также за ссылки на авторитетные и свежие научные монографии или обзорные статьи (пусть даже написанные совсем для специалистов - главное, что не популярные), проясняющие, что мы на данный момент знаем о процессе обучения.
СсылкаОтветить

Comments:
Страница 1 из 2
<<[1] [2] >>
From: spiritualape
2017-06-02 03:17 pm
Начните с Павлова и его условных рефлексов. Он рисовал все, вплоть до схемы с центробежным и центростремительным нейронами.
Далее, наверное, НЛП с их якорями и цепочками якорей.
Далее, нейросети глубокого обучения, например, вот статьи с которых начался нынешний прорыв в этой области (они показали, что многослойные сети можно учить, не сваливаясь в локальные минимумы):
http://www.cs.toronto.edu/~hinton/absps/fastnc.pdf
http://www.iro.umontreal.ca/~lisa/publications2/index.php/attachments/single/24
(Ответить) (Thread)
From: dmytro_gil
2017-06-02 05:04 pm
Без сарказма, но автор пишет:

Я хочу понять, насколько эта картина, ... действительно является научной моделью, описанной в статьях и подтвержденной в экспериментах и понятой в каких-то деталях, или это скорее такая красивая метафора, просто-история ("just-so story"), основанная на туманных представлениях о роли нейронов, но на самом деле мы реально не знаем, как это происходит.

Ваши статьи подпадают под определение научной модели подтвержденной экспериментами?
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
From: (Anonymous)
2017-06-02 03:17 pm
https://www.amazon.com/Thinking-Fast-Slow-Daniel-Kahneman/dp/0374533555
(Ответить) (Thread)
From: (Anonymous)
2017-06-02 03:28 pm

Там всё сложнее.

Вроде бы существует несколько разных механизмов обучения разным вещам. Есть мнения, что некоторая поведенческая информация запоминается не на уровне связей нейронов, а внутри одного нейрона, в нуклеиновых кислотах.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: lyuden
2017-06-02 03:34 pm
Хочу посоветовать курс на coursera

Learning How to Learn: Powerful mental tools to help you master tough subject

Там достаточно простое изложения и куча ссылок на литературу.

(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: netp_npokon
2017-06-05 06:47 am
+1
(Ответить) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: rsokolov
2017-06-02 03:45 pm
>>или это скорее такая красивая метафора, просто-история

Я думаю, что просто от частого повторения этой истории у многих людей в мозгах укрепились определенные связи между нейронами, и теперь они рассказывают эту историю на полуавтомате, не задумываясь.
(Ответить) (Thread)
From: dmytro_gil
2017-06-02 05:05 pm
У вас хорошая вышла мета :)
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: vinianel
2017-06-02 03:49 pm
Ну вот есть курс на Корсере Learning how to learn. Лекции там изложены популярным языком, но есть ссылки на статьи и обзоры.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: p_k
2017-06-02 04:07 pm
Гуглить "Hebbian theory" и "Long term potentiation" (первое - эмпирическое правило, второе - объяснение механизма первого).
(Ответить) (Thread)
From: am
2017-06-02 07:56 pm
LTP необходимо для формирования условного рефлекса
(хотя в реальном нейроне не всегда достаточно).
Вот, например, простейшая модель робота с LTP.

An update:
In addition to temporal-correlation-based conversion
of unconditioned reflexes into the conditioned, there
are other important functions of LTP/LTD:
1) homeostatic: resolving fire rings into "synfire chains":
Cf.: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
2) predictive coding; it might be responsible
for time-transforms (similar to the spatial
coordinate transforms via gain field mechanism).
3) time-invariant feature extraction: SFA.

Concerning the main topic of the post -
there are reviews on diverse cortical and
subcortical motor skills learning mechanisms:
E.g. see Dayan & Cohen, 2011, etc.


Edited at 2017-06-18 14:36 (UTC)
(Ответить) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: bitie_i_ni4to
2017-06-02 04:19 pm
На курсере есть курс под названием Learning how to learn https://www.coursera.org/learn/learning-how-to-learn может быть, там есть библиография. Курс приятный, но довольно базовый, вы наверняка все и так знаете :)
(Ответить) (Thread)
From: (Anonymous)
2017-06-02 04:41 pm
А можно вопрос: чем технологии глубокого обучения принципиально отличаются от нейронных структур в мозгу? За исключением очевидных числа нейронов и синапсов, проблемы embodied cognition, носителя и пр.? От катастрофической забывчивости нейронки вроде как уже лечат, алгоритмы улучшают. Может, обучение нейронок и не такая плохая модель реального обучения мозга? Не специалист, но интересно.
https://www.wired.co.uk/gallery/machine-learning-graphcore-pictures-inside-ai — визуализация связей между нодами, brain imagery своего рода.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: avva
2017-06-02 07:46 pm
Мне попадались утверждения, что в нейронных сетях в мозгу не находят пока что ничего такого, что было бы биологическим аналогом backpropagation в моделях. Без backpropagation нейронные сети (компьютерные) немногого стоят, так что разница кажется довольно существенной.
(Ответить) (Parent) (Thread)
From: affidavid
2017-06-02 04:50 pm
Лучшая популярная книга на эту тему из первых рук Kandel, Eric R. (2007), In Search of Memory: The Emergence of a New Science of Mind. На Флибусте есть русский перевод.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: catta
2017-06-02 05:46 pm
+1
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: ira_k
2017-06-02 05:38 pm
http://www.willatworklearning.com/

This guy's blog is a good starting point. Saw him at a conference and he is really good at reviewing available research and providing a digestible overview of what is truly there. For example, Neuroscience has very little to contribute as of now...he also contributes to the debunker club.

a couple of good books : Make It Stick: The Science of Successful Learning Peter C. Brown

Urban Myths about Learning and Education Pedro De Bruyckere, Paul A. Kirschner, Casper D. Hulshof

(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: avva
2017-06-02 07:47 pm
Спасибо. Это не совсем то, что я искал - он больше говорит о том, что нейробиология не дает пока что серьезных оснований предпочитать те или иные методики обучения, а не о том, что нейробиология вообще знает об обучении - но это сам по себе весьма интересный для меня вопрос. Почитаю его архивы и вообще буду иметь в виду.
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: faina
2017-06-02 06:06 pm
https://en.wikipedia.org/wiki/Basal_ganglia

Есть еще курс на курсере - вот этот: https://www.coursera.org/learn/neurobiology

Там тетенька среди прочего очень доступно объясняет, как работает этот механизм. Мне тоже всегда было очень любопытно, как, например, люди научаются водить машину. Задача, если вдуматься, не слишком тривиальная, но обучить можно практически любого нормального человека, у которого есть желание, и не сказать, чтобы с большими муками. После этого курса немного прояснилось.
(Ответить) (Thread)
From: (Anonymous)
2017-06-02 06:27 pm
учиться можно разному.
механические движения, которые доведены до автоматизма, "живут" в мозжечке.
(Ответить) (Thread)
From: (Anonymous)
2017-06-02 07:29 pm
Есть интересный курс про связь памяти и движения: https://www.coursera.org/learn/human-brain
Большая часть посвящена нейробиологическим представлениям пространстра, а неделя 6 посвящена памяти.
Насколько я помню основной предмет - ориентация всего человекa в пространстве, но может что-то применимо и к мелкой моторике.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: 0ptyx
2017-06-02 07:54 pm
В общем, да, является научной моделью. См. synaptic pasticity и "fire together, wire together".
Можно полистать какой-нибудь учебник нейробиологии, например "Neuroscience: Exploring the Brain" by Mark F. Bear, по которому учатся в некоторых израильских университетах.
(Ответить) (Thread)
Страница 1 из 2
<<[1] [2] >>