Бумеранг или причинно-следственная связь?

Задача ассоциации ценностей (исполнение): какое из всех действий, которые я только что совершил, вызвало Y?

Их решение очень сложно. Мы совершаем множество действий, и последствия этих действий многочисленны. Однако вокруг нас всегда происходит больше, чем мы сами создаем и вызываем.

Это означает, что мозгу приходится отделять и изолировать себя от этого постоянного потока ситуаций. В результате мы понимаем, является ли это следствие причиной, но сенсорная информация о событии восстанавливается только сразу после выполнения заранее оговоренного действия. Очевидно, что универсальным элементом всех теорий, пытающихся объяснить работу мозга, становится дофамин.

Существует полностью разработанная гипотеза о том, как нейроны соотносятся с субъективностью (определяемой термином «агент» или «дилер») и вызвавшей ее энергией, основанная на двух ключевых оценках. Во-первых, человеческий мозг имеет модели того, как работают люди, и постоянно делает предсказания о том, что произойдет. Это удивительно, если предсказания не подтверждаются.

Таким образом, удивительный факт выделяется из среды определенных заранее просчитанных событий, которые ожидаются.

Во-вторых, мозг отслеживает действия, которые человек только что совершил, и при появлении какого-либо явления или события он может связать его с памятью о последней энергии. Как только связь установлена, энергию можно повторить, чтобы определить, приведет ли она к тому же результату. Если да, то бум! — Вот и подтверждение причинно-следственной связи.

На сцену выходит наш старый друг — дофамин. На первый взгляд, этот нейротрансмиттер может показаться самым неподходящим способом решения проблемы причинно-следственной связи энергии с результатом.

Дофамин выделяется в больших количествах во многих областях мозга одновременно. Если мозгу приходится выбирать, как распределить определенные связи между многими нейронами — например, просто соединить нейроны по отношению к действию X и последовательности, дофамин кажется чудовищным и неэффективным выбором.

На самом деле, он чрезвычайно подвижен. Дофамин — это сигнал тревоги. Он мгновенно моргнет огромной областью мозга следующим образом.

Сюрприз. Сюрприз заключается в том, что система не смогла предсказать вероятность следующего события. Существует множество признаков того, что дофаминовые нейроны посылают неправильные сообщения и рассчитывают вознаграждения.

После того как ваш мозг говорит вам, что ничто не может быть не вознаграждено, а затем что-то совершенно неизвестное дает вам пончик, дофаминовые нейроны увеличиваются. В остальной части мозга передается удивление от того, что неожиданно произошло что-то хорошее. ‘Неважно, в чьих руках оказался этот неожиданный пончик, надеюсь, я получу от вас повтор!’ Это как бы говорит.

Но ошибки предвосхищения связаны не только с вознаграждением и поощрением. Было также показано, что дофаминовые нейроны демонстрируют ошибки в предсказании побочных эффектов или ситуаций, которых мы хотим избежать, например, толкая змею в ванной.

Таким образом, эти нейроны сообщают о неточностях в оценке времени, прошедшего с момента предыдущего эпизода (события). Они также предупреждают вас о расхождениях между тем, что вы хотели спеть, и тем, что вы спели на самом деле (да-да, в среднем мозге есть музыкальный критик, или вы этого не знали?). .

Все эти примеры того, как сбои, ошибки и погрешности разного рода вызывают короткие дофаминовые извержения, могут быть в значительной степени подкреплены простой мыслью — дофаминовые нейроны предупреждают вас о неожиданном и дают вам зеленый свет. Самое главное, что это короткое дофаминовое извержение всегда появляется сразу после неожиданного события Y. Этот взрыв по времени напоминает нечто удивительное, происходящее прямо сейчас.

Таким образом, мозг обнаруживает, что в мире происходит что-то новое и удивительное, и дофамин переносит это в другие области мозга. Теперь мозг должен выяснить, является ли это результатом действия какой-то вашей энергии, связать подобные эффекты с этой энергией и укрепить связь между ними и только ими.

Для этого мозг должен найти представление (или репрезентацию) действия (или действий), которое имело место до представления результата. Тем не менее, существует только одно направление причинности. Вряд ли существует особый ритуальный танец цыпленка, который вы исполнили после включения света, чтобы зажечь лампочки.

Гораздо более вероятно, что вы вошли в комнату и во время танца нажали на выключатель (освободив руки от курицы, разумеется).

Эта быстрая передача дофамина через мозг, по сути, направлена на поиск следов действий, которые произошли непосредственно в самом недавнем прошлом. Электрическая стимуляция нейронов посылает сообщение всем запланированным нейронам, движущимся вперед вдоль основного спинного мозга, вызывая длительный процесс внутри нейрона, в котором различные молекулы медленно изменяют свою концентрацию. Кроме того, активность во всех входящих соединениях с этим нейроном оставляет след кальция в этих соединениях, характеризуя это входящее соединение как потенциально важное для активации нейрона.

Теперь дофамин появляется в соединениях между двумя нейронами. Например, один нейрон может войти в этот нейрон, полагаясь на одно действие, активируя что-то, а другой нейрон сообщает: «Я был здесь».

Тогда связь между двумя нейронами кодирует следующую информацию. ‘Я беру энергию, когда нахожусь здесь’. Если нейрон «я был здесь» только что активировал «действие», в нейроне «действие» появляется кальций — это указывает на то, что связь активна и нейрон «действие» стимулирован.

Дофамин гарантирует, что сила связи между этими двумя нейронами увеличивается только при наличии этих следов. Таким образом, схема «выполнить это действие, когда я здесь» может иметь место только в том случае, если эти два нейрона были активны в нужное время.

Еще более примечательно то, что мозг, по-видимому, строит причинно-следственные связи именно в том порядке, в котором изменяются отдельные связи между нейронами. Связи между нейроном A и нейроном B явно учитывают порядок нейрона A и нейрона B. Если нейрон A активируется непосредственно перед нейроном B, то возможно, что нейрон A активирует нейрон B.

Такие связи имеют тенденцию к укреплению.

Однако если нейрон включается сразу после нейрона B, он не может вызвать нейрон B. такая связь, скорее всего, будет ослаблена. Если нейрон А активируется задолго до или сразу после нейрона В, сила связи остается прежней. Действительно, есть смысл в том, что принципы изменения силы связи были специально разработаны для понимания причинности.

Затем мозг решает проблему корреляции. Он находит Х-энергию, вызвавшую согласованность, и посылает временной сигнал о том, что за пределами мозга произошло нечто удивительное. Этот сигнал дает желаемый результат только в том случае, если он указывает на то, что нейрон действия только что был активирован в нужный момент.

Теперь, в этот момент, нейрон действия X с большей вероятностью будет активирован и с большей вероятностью получит эту энергию. Таким образом, мы получаем улучшенную модель, которая предсказывает мир, зная, действительно ли X вызывает Y или нет.

Задача распознавания факторов проста. Как мозг узнает, что вы — это не вы? Если дофаминовая сигнализация активирована, а в нейронах активности нет.

(Сейчас есть неформальные случаи, когда нейроны активности становятся активными непосредственно перед финальным событием, но это не было его причиной. Следовательно, действие должно быть повторено. И тогда нет никаких признаков связи между ними).

Поиск ответов на вопрос о том, как мозг воспринимает причинность, является одновременно и первой линией, и глубинной подводной лодкой современной нейробиологии. По большей части глубоко зарытые элементы теории причинности встречаются в разных частях литературы, но не упоминаются как таковые. Это означает, что данный сектор еще не исследован — он имеет богатые возможности и множество вопросов без ответов.

Например, как насчет будущего применения последних открытий?

Причинные исследования основаны на идее, что мозг оснащен предсказательной моделью мира. Но если это так, то, возможно, он оснащен и обратной моделью того, как изменить мир. Вы должны быть способны сказать: «Я хочу получить результат», применить обратную модель и найти «действие X», которое обеспечит этот результат.

Это означает, что необходимо усовершенствовать две модели Прогностическую модель («мир должен быть в этом состоянии») и обратную модель («чтобы мир был таким, каким я хочу его видеть, мне нужно взять энергию X»). Очевидно, что обе модели связаны с дофамином. Но вот; и связаны ли они одновременно? Этого мы не знаем.

Количество моделей мира, в которые вовлечен мозг, как они взаимодействуют друг с другом и как их тренировать — важные вопросы, на которые нет ответов.

Выяснение причинности путем проб и ошибок встречается у целого ряда видов, как животных, так и птиц, которые систематически связывают последовательность событий («сделай Х, и это последует»). Некоторые виды решают проблему причинности путем подражания. Обезьяны могут научиться открывать бутылку молока, наблюдая за тем, как это делают другие обезьяны (я бы не советовал воспринимать обезьян всерьез).