Математическая модель памяти показала, что оптимальное количество чувств — семь

Учёные из Сколтеха разработали математическую модель памяти ^[1]. Анализируя свою новую модель, команда пришла к неожиданным выводам, которые могут оказаться полезными для проектирования роботов, искусственного интеллекта ^[2] и лучшего понимания человеческой памяти. Исследование ^[3], опубликованное в журнале Scientific Reports, предполагает, что может существовать оптимальное количество чувств.

«Наш вывод, конечно, носит чисто спекулятивный характер в применении к человеческим чувствам, хотя никогда не знаешь: может быть, люди будущего развить чувство радиации или магнитного поля. Но в любом случае, наши выводы могут иметь практическое значение для робототехники и теории искусственного интеллекта», — сказал соавтор исследования профессор Николай Бриллиантов из «Центра ИИ Сколтеха».

«Похоже, что когда каждое понятие, сохраняемое в памяти, характеризуется семью признаками — а не, скажем, пятью или восемью — количество различных объектов, хранящихся в памяти, увеличивается до максимума».

В соответствии с устоявшимся подходом, возникшим в начале XX века, команда моделировала фундаментальные строительные блоки памяти: «энграммы» памяти. Энграмму можно рассматривать как разреженный набор нейронов в нескольких областях мозга ^[4], которые срабатывают одновременно. Концептуальное содержание энграммы — это идеальный абстрактный объект, характеризуемый несколькими признаками.

В контексте человеческой памяти эти особенности соответствуют сенсорным входным сигналам, так что понятие «банан» будет соотноситься с визуальным образом, запахом ^[5], вкусом ^[6] банана и т. д. В результате получается пятимерный объект, который существует и развивается в пятимерном пространстве, заполненном всеми другими концепциями, сохранёнными в памяти.

Эволюция ^[7] энграмм означает, что концепции со временем становятся более чёткими или размытыми, в зависимости от того, как часто энграммы активируются стимулом ^[8], действующим из внешнего мира через органы чувств ^[9], вызывая воспоминание о соответствующем объекте. Это моделирует процесс обучения ^[10] и забывания ^[11] в результате взаимодействия с окружающей средой.

«Мы математически ^[12] доказали, что энграммы в концептуальном пространстве имеют тенденцию развиваться в направлении устойчивого состояния, что означает, что после некоторого переходного периода возникает „зрелое“ распределение энграмм, которое затем сохраняется во времени», — прокомментировал Бриллиантов.

«Рассматривая предельную ёмкость концептуального пространства заданного числа измерений, мы с некоторым удивлением обнаружили, что количество различных энграмм, хранящихся в памяти в устойчивом состоянии, максимально для концептуального пространства семи измерений. Отсюда и утверждение о семи чувствах».

Другими словами, пусть объекты, существующие в мире, описываются конечным числом характеристик, соответствующих измерениям некоторого концептуального пространства. Предположим, что мы хотим максимизировать ёмкость концептуального пространства, выраженную как число различных концепций, связанных с этими объектами. Чем больше ёмкость концептуального пространства, тем глубже общее понимание мира. Оказывается, максимум достигается, когда размерность концептуального пространства равна семи. Из этого исследователи делают вывод, что семь — это оптимальное количество чувств.