Wetenschappers van Skoltechinstituut in Moskou hebben een nieuw wiskundig model voor geheugen ontwikkeld dat onderzoekt hoe informatie wordt gecodeerd en opgeslagen. Hun analyse zou de conclusie rechtvaardigen dat het geheugen het beste werkt in een zevendimensionale conceptuele ruimte; equivalent aan het hebben van zeven zintuigen. De bevinding ihoudt in dat zowel mensen als kunstmatige intelligentie baat zouden kunnen hebben bij een bredere sensorische invoer om leren en herinneren te optimaliseren. Dat is leuk, maar hoe fokken we twee extra zintuigen?
“Onze conclusie is natuurlijk zeer speculatief in toepassing op menselijke zintuigen, hoewel je het nooit weet. Het zou kunnen dat mensen in de toekomst een gevoel voor straling of een magnetisch veld ontwikkelen, maar hoe dan ook, onze bevindingen kunnen van praktisch belang zijn voor robotica en de theorie van kunstmatige intelligentie”, zegt Nikolay Brilliantov van Skoltech AI. “Het lijkt erop dat wanneer elk concept dat in het geheugen wordt bewaard, wordt gekarakteriseerd aan de hand van zeven kenmerken in plaats van bijvoorbeeld vijf of acht, het aantal afzonderlijke objecten in het geheugen wordt gemaximaliseerd.”

In lijn met een gevestigde benadering, die zijn oorsprong vindt in het begin van de 20e eeuw, modelleerden de onderzoekers de fundamentele bouwstenen van het geheugen: de geheugenengrammen. Een engram kan worden beschouwd als een verzameling van neuronen verspreid over meerdere hersengebieden die samen vuren. De conceptuele inhoud van een engram is een ideaal abstract voorwerp dat wordt gekarakteriseerd door een aantal kenmerken.
In het menselijk geheugen corresponderen de kenmerken met sensorische invoer, zodat het idee van een banaan overeenkomt met een visueel beeld, een geur, de smaak van een banaan, enzovoort. Dit resulteert in een vijfdimensionaal object dat bestaat en evolueert in een vijfdimensionale ruimte die bevolkt wordt door alle andere concepten die in het geheugen bewaard worden.
De evolutie van engrammen verwijst naar het feit dat concepten in de loop van de tijd scherper of vager worden, afhankelijk van hoe vaak de engrammen worden geactiveerd door een stimulus uit de buitenwereld die via de zintuigen wordt geactiveerd en de herinnering aan het betreffende object oproept. Dit modelleert leren en vergeten als gevolg van interactie met de omgeving.

Brilliantov: “We hebben wiskundig aangetoond dat de engrammen in de conceptuele ruimte de neiging hebben om te evolueren naar een stabiele toestand, wat betekent dat na een bepaalde periode een ‘volwassen’ verdeling van engrammen ontstaat, die vervolgens in de tijd blijft bestaan.”
“Als we de ultieme capaciteit van een conceptuele ruimte met een gegeven aantal dimensies beschouwen, ontdekken we enigszins verrassend dat het aantal afzonderlijke engrammen dat in het geheugen is opgeslagen in de stationaire toestand het grootst is voor een conceptuele ruimte met zeven dimensies. Vandaar het idee van de zeven zintuigen. Met andere woorden, laten we de objecten die in de wereld bestaan, beschrijven door een eindig aantal kenmerken dat overeenkomt met de dimensies van een bepaalde conceptuele ruimte.”
“Stel dat we de capaciteit van de conceptuele ruimte willen maximaliseren, uitgedrukt in het aantal afzonderlijke concepten dat aan deze objecten is gekoppeld. Hoe groter de capaciteit van de conceptuele ruimte, hoe dieper het algehele begrip van de wereld.” Het maximale resultaat zou worden bereikt bij zeven zintuigen.

Onafhankelijk

Volgens de onderzoekers hangt dit aantal niet af van de details van het model zoals de eigenschappen van de conceptuele ruimte en de stimuli die de zintuiglijke indrukken leveren. Het getal zeven lijkt een ‘hard’ kenmerk van geheugenengrammen te zijn. Eén kanttekening is dat verschillende engrammen van verschillende groottes die rond een gemeenschappelijk centrum bestaan, worden beschouwd als vergelijkbare concepten en daarom als één geheel worden beschouwd bij het berekenen van de geheugencapaciteit.

Het geheugen van mensen en andere levende wezens is een raadselachtig fenomeen dat onder andere verband houdt met de eigenschap van bewustzijn. Het verder ontwikkelen van theoretische geheugenmodellen zal van cruciaal belang zijn voor het verkrijgen van nieuwe inzichten in de menselijke geest en het herscheppen van menselijk geheugen in ki-systemen.
Overigens hangt het aantal zintuigen dat we hebben af van de definitie. De Wikipedia, bijvoorbeeld, herkent er meer dat de traditionele vijf: horen, zien, proeven, tasten en ruiken.

Bron: Science Daily