«Эксперименты Хьюбела и Визеля стали продолжением исследований Штефана Куффлера, американского нейрофизиолога венгерского происхождения, которого иногда называют отцом современной нейрофизиологии

«Эксперименты Хьюбела и Визеля стали продолжением исследований Штефана Куффлера, американского нейрофизиолога венгерского происхождения, которого иногда называют отцом современной нейрофизиологии. Именно Куффлер в 1953 г. провёл первый экспериментальный анализ зрительной системы млекопитающих, сосредоточившись на организации рецептивного поля и значении сигналов в зрительном нерве кошки.

Как и Куффлер, Хьюбел и Визель использовали единичные электроды для регистрации активности отдельных нейронов. Эта процедура может показаться весьма неплодотворным способом изучения функций, в которых участвует большое количество клеток. Какова вероятность того, что исследователи смогут понять сложные закономерности работы мозга, наблюдая активность безнадёжно малой доли общего числа нейронов? Однако упорядоченный характер структуры связей клеток зрительной коры существенно упростил задачу Хьюбела и Визеля: смежные точки сетчатки соответствуют смежным точкам поверхности коры. Первичная зрительная зона коры устроена таким образом, что каждому крошечному сегменту поля зрения соответствует идентичный набор нейронных анализаторов. Задача, с которой столкнулись Хьюбел и Визель в 1958 г., состояла в том, чтобы выяснить, как сигналы, обозначающие маленькие, яркие, тёмные или цветные пятна в сетчатке, преобразовываются в сигналы, которые передают информацию о форме, размере, цвете, движении и глубине объектов, в то время как современные методы нейровизуализации (пометка нейронов при помощи инъекции пероксидазы хрена, диффузная оптическая томография и другие) ещё не были созданы.

И всё-таки исследователей ждал успех. Вот так Хьюбел описал в своей нобелевской речи эксперимент, который привёл к прорыву в понимании функций первичной зрительной коры:

«Наше первое настоящее открытие случилось совершенно неожиданно. На протяжении двух или трёх часов у нас ничего не получалось. Затем постепенно мы начали различать какие-то смутные и непостоянные ответы при стимуляции где-то на границе между центром и периферией сетчатки. Мы как раз вставляли слайд на стекле в виде тёмного пятна в разъём офтальмоскопа, когда внезапно, через аудиомонитор (по сути обычный динамик — устройство, преобразующее электрические импульсы в звуковые сигналы. — С. М.), клетка зарядила как пулемёт. Спустя некоторое время, после небольшой паники, мы выяснили, что же случилось. Конечно, сигнал не имел никакого отношения к тёмному пятну. Во время того, как мы вставляли слайд на стекле, его край отбрасывал на сетчатку слабую, но чёткую тень в виде прямой тёмной линии на светлом фоне. Это было именно то, чего хотела клетка, и, более того, она хотела, чтобы эта линия имела строго определённую ориентацию. Это было неслыханно. Сейчас даже трудно подумать и представить себе, насколько далеко мы были от какой-либо идеи относительно того, какую роль могут играть клетки коры в обычной жизни животного».

Статья Хьюбела и Визеля «Рецептивные поля отдельных нейронов в стриарной коре кошки» (Receptive fields of single neurons in the cat’s striate cortex) увидела свет в 1959 г., практически одновременно со статьёй Летвина и Матураны о глазе и мозге лягушки и за два года до «Принципов нейродинамики» Розенблатта».

Публикуем еще один фрагмент книги Сергея Маркова «Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта» (2 тома, более 1200 стр., 2024 г.)

Книга доступна как на бумаге, так и в популярных цифровых форматах (бесплатно!). Где найти книгу — читайте здесь.

Сергей Марков - специалист в области искусственного интеллекта и машинного обучения, основатель портала XX2ВЕК, управляющий директор Управления экспериментальных систем машинного обучения Дивизиона общих сервисов «Салют» ПАО «Сбербанк», где при его непосредственном участии были созданы такие нейросетевые модели, как ruGPT-3, ruGPT-3.5, GigaChat, ruDALL-E Malevich, Kandinsky, mGPT и другие.

Источник: vk.com

Комментарии: