تهران - ایرنا - محققان می گویند شبکه های عصبی مصنوعی نیز مشابه مغز انسان در دوره های متناوب «آفلاین» بودن همانند خواب انسان بهتر یاد می گیرند و از پدیده «فراموشی» در آنها جلوگیری می شود.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «ساینس دیلی»، هر فرد بسته به این که چه سنی داشته باشد به هفت تا ۱۳ ساعت خواب در شبانه روز نیاز دارد. در این مدت اتفاقات زیادی روی می دهد: قلب می تپد، تنفس و متابولیسم بالا و پایین می شود، سطح هورمون ها تنظیم می شود و بدن استراحت می کند، اما مغز نه خیلی.
پروفسور «ماکسیم باژینوف» استاد پزشکی و محقق خواب در دانشگاه کالیفرنیا می گوید: مغز در زمانی که می خوابیم بسیار مشغول است و آنچه را در طول روز یاد گرفته ایم تکرار می کند. خواب به سازماندهی مجدد خاطرات کمک می کند و آنها را به موثرترین شکل ارایه می دهد. باژینوف و همکاران او در کارهای منتشر شده قبلی گزارش داده اند که خواب چگونه خاطره و حافظه منطقی را می سازد و با فراموشی خاطرات قدیمی مبارزه می کند.
شبکه های عصبی مصنوعی از ساختار مغز انسان برای بهبود سامانه ها و فناوری های مختلفی استفاده می کنند. آنها به برخی اشکال به عملکردهای ابرانسانی مانند سرعت محاسباتی دست یافته اند، اما از یک جنبه خاص شکست می خورند: وقتی که شبکه های عصبی مصنوعی بطور زنجیره ای یاد می گیرند، اطلاعات جدید، اطلاعات قبلی را بازنویسی می کند که به این پدیده «فراموشی فاجعه ای» catastrophic forgetting گفته می شود.
باژینوف گفت: این در حالی است که مغز انسان بطور مداوم یاد می گیرد و داده های جدید را وارد دانش موجود می کند و یادگیری مغز نوعا زمانی بهترین حالت است که آموزش بطور متناوب با دوره هایی از خواب برای تثبیت حافظه همراه باشد. باژینوف و همکاران او در مقاله جدید خود در این خصوص بحث می کنند که چگونه مدل های بیولوژیک ممکن است به کاهش تهدید فراموشی فاجعه ای در شبکه های عصبی مصنوعی یاری برسانند.
این دانشمندان از شبکه های عصبی اسپایکی استفاده کردند که بطور مصنوعی از سامانه های عصبی طبیعی تقلید می کنند: بجای اینکه اطلاعات بطور مداوم منتقل شود به عنوان رویدادهای مجرد و جدا در مقاطع زمانی خاصی منتقل می شود.
شبکه های عصبی اسپایکی، شبکه های عصبی مصنوعی هستند که به طور دقیق تری از شبکه های عصبی زیستی الهام می گیرند. در شبکه های عصبی اسپایکی علاوه بر متغیرهای حالت نورونی و سیناپسی، مفهوم زمان نیز در مدل در نظر گرفته می شود.
آنها دریافتند زمانی که شبکه های اسپایکی درباره یک وظیفه جدید آموزش می بینند، اما در میان آن دوره هایی از «آف لاین» مشابه دوره خواب در انسان ایجاد می شود، میزان فراموشی فاجعه بار کاهش می یابد. این محققان می گویند که «خواب» برای این شبکه های مصنوعی هم مانند خواب برای مغز انسان به آن شبکه های مصنوعی اجازه می دهد تا خاطرات را بدون استفاده از داده های آموزشی قدیمی، فعال سازی کنند.
