Вернемся к нашему примеру. Представьте, что вы приходите в магазин с несколькими надкушенными бананами и получаете взамен целую связку. Или обращаетесь в банк с просьбой обменять надорванный и испорченный чек, и ваше желание удовлетворяют: вы получаете новенький, хрустящий документ.
В отличие от большинства нейронных сетей автоассоциативная память может быть разработана таким образом, что будет сохранять целые последовательности моделей, или временные паттерны. Такая ее особенность достигается путем добавления временной задержки к обратной связи. Благодаря этой задержке вы можете предоставлять автоассоциативной памяти последовательности моделей (что подобно звучанию мелодии), и она будет сохранять их.
Таким образом, я могу предоставить автоассоциативной памяти первые несколько нот песни Twinkle Twinkle Little Star, а система воспроизведет ее целиком. Имея в наличии лишь часть усвоенной последовательности, автоассоциативная память воссоздаст ее всю.
Как мы увидим ниже, именно таким способом обучаются люди – усваивая последовательности паттернов. И я предполагаю, что мозг использует эти цепи подобно тому, как это происходит в автоассоциативной памяти.
Принцип действия автоассоциативной памяти навел нас на мысль о потенциальном значении обратной связи и изменяющихся во времени входящих сигналов. Но в подавляющем большинстве машин, обладающих искусственным интеллектом, и в нейронных сетях фактору времени и обратной связи не придается должного значения. Подобную ошибку допускают и специалисты, практикующие в области когнитивной психологии.
Немногим отличаются от них ученые, занимающиеся проблемами головного мозга (нейробиологи, нейрологи). Они знают о том, что существует обратная связь (ведь они сами ее и открыли), но не предлагают теории, которая бы шла дальше неопределенных высказываний о «фазах» и «модуляциях» и которая бы демонстрировала существенную роль данного феномена в функционировании головного мозга в целом. Они склонны описывать мозг в терминах локализации тех или иных процессов, но почти не касаются того, в каких случаях и каким образом нейроны взаимодействуют друг с другом.
Это упущение частично объясняется ограниченностью существующих в данное время экспериментальных техник. Одной из наиболее предпочитаемых техник 1990-х годов (как вы помните, «Десятилетия мозга») была техника функционального изображения. Соответствующие механизмы строили изображения мозговой активности у людей. Однако они не были высокочувствительными – не выделяли быстрых изменений. Тогда ученые предложили участникам эксперимента сосредоточиться на единственной задаче: на протяжении довольно длительного времени их просили замереть, как перед объективом фотокамеры, но фиксировалось не изображение их внешности, а мыслей. В результате мы собрали много информации о том, где именно в мозге локализуются зоны, ответственные за решение разных задач, но очень мало знаем о том, какой путь в головном мозге проходят входящие сигналы, отражающие реальность и изменяющиеся во времени.
Техника функционального изображения позволяет нам понять, где именно в головном мозге происходят текущие процессы, но не предоставляет возможность осознать, каким образом мозговая активность меняется на протяжении времени. Ученые хотели бы получить такие данные, но у них нет подходящих методов.
Итак, многие ведущие нейробиологи впадают в так называемое заблуждение входа-выхода. Вы предоставляете системе входящий сигнал и смотрите, что получите на выходе. Диаграммы прохождения информационных потоков в головном мозге показывают, как потоки сигналов поступают вначале в первичные сенсорные зоны мозга (воспринимающие визуальные, звуковые, тактильные, обонятельные и вкусовые сигналы), а затем, посредством обратной связи, отправляют команды к мышцам. Вы чувствуете – и действуете.
Я не утверждаю, что никто из исследователей не уделял внимания факторам времени и обратной связи. В столь обширной сфере практически каждая идея имеет своих приверженцев. В последнее время интерес к проблемам обратной связи, временного фактора и прогностической функции мозга растет. Но акцент на разработке моделей искусственного интеллекта и нейронных сетей привел к тому, что другие подходы обесценились – им уделялось гораздо меньше внимания, чем они того заслуживают.