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認知

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1: 2019/06/08(土) 07:19:38.18 ID:CAP_USER
東芝、AIで脳の「海馬」再現 産業用ロボなど活用へ
2019/5/27 16:32
著作:日本経済新聞

 東芝と米ジョンズホプキンス大学は27日、脳の機能を小型な人工知能(AI)で再現することに成功したと発表した。
 脳で空間認知をつかさどる「海馬」の一部機能をチップや制御回路を組み合わせハードウエアで再現した。
 小型で低電力の装置で高度な情報処理ができるようになるため、インフラ点検などを手掛ける産業用ロボや自動運転の分野への活用が見込まれる。

 ジョンズホプキンス大学が持つ脳の神経細胞を忠実に再現する神経回路の設計技術と、東芝の回路実装技術を組み合わせた。

 ネズミの海馬の空間認知機能の一部を再現するAIを開発し、ほぼ同じ神経細胞の反応が再現できたという。

続きはソースで

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO45312710X20C19A5X20000/
ダウンロード (1)


引用元: 【脳科学/工学】東芝、AIで脳の「海馬」再現 産業用ロボなど活用へ

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1: 2019/05/12(日) 21:13:05.13 ID:CAP_USER
■自分の名前に反応する能力、人間の赤ちゃんより高い

人は、ざわざわした場所でも、なぜか自分の名前を聞き取ることができる。科学者が「カクテルパーティー効果」と呼ぶ、不思議な能力だ。

 その能力がイヌにも備わっていることが、最新の研究でわかった。しかも、人間の赤ちゃんよりずっと優れているという。

 米メリーランド大学の研究者らが実験を行い、このほど学術誌「Animal Cognition」に論文が掲載された。それによると、イヌは周囲の雑音と同程度か、それ以上の大きさで自分の名前が呼ばれれば、気付くことができるという。

 知らない声でスピーカー越しに名前を呼ばれても、やはりイヌは気付くことができた。したがって、名前を呼んだ人の身振りや、声の調子などの手掛かりに反応しているのではないようだ。

 使役犬や盲導犬、介助犬は、飼い主ではない人からの緊急の指示を、騒々しい状況で聞かなければならないことがある。そのため、こうしたイヌを訓練する人たちにとって貴重な知見だと研究チームは述べている。

 そして、イヌの飼い主にも大事な情報だ。にぎやかな場所で飼い犬の注意を引くには、名前を呼ぶのがいいということになる。

「手でサインを送る方がいいと言う人もいます。ですが、イヌは周囲の状況を知ろうと、頻繁に室内を見回しているので、サインを見逃してしまいます」。カナダ、ブリティッシュコロンビア大学の心理学名誉教授、スタンリー・コーレン氏はこう話す。氏は今回の研究には参加していない。

「ですから、この研究に従えば、『それよりも、名前を呼べば雑音の中でもイヌに届く』ということです」

■雑音の中でも聞き取れるか

 今回の研究のために、認知科学者のアムリタ・マリカルジュン氏らのチームはイヌの飼い主に呼びかけ、幅広い犬種を募集。ペットのイヌに加え、盲導犬や介助犬、セラピードッグ、捜索救助犬といった使役犬をメリーランド州各地から集めた。

 実験では、飼い主とイヌに実験ブースの中央にいてもらい、その両側にスピーカーを1台ずつ置いて、イヌがスピーカーを見るには頭を90度横に向けなればならないようにした。

次いで、イヌが聞いたことのない女性の声を再生。そのイヌの名前か、音節数と強勢パターンが同じ別のイヌの名前を繰り返し流した。声には、コーヒーショップの喧騒と同程度の背景ノイズを加え、騒音のレベルを3段階で大きくしていった。

 そして、自分の名前が流れたスピーカーの方をイヌが向くかどうか、どれだけ長く音声を聞いているかに注目した。その結果、イヌは自分の名前が流れるとより注意を向け、背景ノイズがあってもある程度は名前を聞き取れることがわかった。

 背景ノイズの大きさが2段階目までなら、イヌは自分の名前を聞き分けられたが、名前を呼ぶ声よりもノイズの方が大きいと、気付くことができなかった。

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/050900266/ph_thumb.jpg

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/050900266/
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引用元: 【動物】犬は雑音の中でも自分の名前を聞き取れる、新研究[05/11]

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1: 2019/05/03(金) 00:59:58.42 ID:CAP_USER
哲学者のソクラテスは自らの無知を自覚することが真の認識に至る道であるという「無知の知」を説きましたが、「知識が多い人ほど、自分の知識の限界を認識し、間違いの指摘や他人のアイデアを認めやすい」ということが研究で示されました。

Links between intellectual humility and acquiring knowledge: The Journal of Positive Psychology: Vol 0, No 0
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17439760.2019.1579359

Intellectual humility: from views of knowledge to views of people – Open for Debate - Cardiff University
https://blogs.cardiff.ac.uk/openfordebate/2019/01/28/intellectual-humility-from-views-of-knowledge-to-views-of-people/

People Who Brag About Their Intellect Don't Know as Much as They Think, Study Finds
https://www.sciencealert.com/people-who-are-humble-about-their-intellect-actually-tend-to-know-more-study-shows

アメリカ、ペパーダイン大学の心理学者であるエリザベス・クラムレイ・マンカソ氏らは、「intellectual humility(知的謙遜)」という概念について研究を行いました。知的謙遜とは、「間違いは起こるものだ」「自分の知識は限られている」ということを冷静かつオープンに受け入れられること。知的謙遜の対極にあるのが「intellectual overconfidence(知的過信/自信過剰)」という概念。自分の考えに自信を持つことは基本的にはいいことですが、過剰な自信は問題があると捉えられています。

知的謙遜・知的過信について調査を行うため、マンカソ氏らの研究チームは合計1200人の被験者に対し、「知的謙遜と学習の間にあるさまざまな関係」を調べる5つの実験を行いました。

まずアンケート調査では、被験者はいくつかの質問に答え、同時に研究者が開発した知的謙虚スケールで自分の回答を評価しました。このスケールは、過度な知的優位性を強く持つかどうかを調べる「知ったかぶり」スケールと、他人から学ぼうとする「知的寛容性」スケールの2つから構成されるとのこと。

この結果、まず、知的謙虚を持つ人は一般知識が多いということが判明。

「知的謙虚と一般知識の多さの間につながりがあることは、知的謙虚が『人の一般知識の多さを正確に測る能力』と関係しているという研究結果によって説明がつきます。

続きはソースで

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/Anderson%2C_Domenico_%281854-1938%29_-_n._23185_-_Socrate_%28Collezione_Farnese%29_-_Museo_Nazionale_di_Napoli.jpg
https://gigazine.net/news/20190501-links-between-humility-knowledge/
ダウンロード (2)


引用元: 【哲学】ソクラテスの「無知の知」が科学研究で証明される[05/01]

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1: 2019/04/13(土) 21:28:42.82 ID:CAP_USER
■元ネタ
【医学実験】ヒト特有の知能の進化に関わる遺伝子をサルに移植、中国で実験[04/12]
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1555087832/

香港(CNN) 中国の研究グループがこのほど、人間の脳の発達に関わる遺伝子をサルに移植することで認知機能を向上させたとの論文を発表し、科学界を二分する論争を引き起こしている。研究グループの1人はCNNの取材に、長期的には人間の脳疾患に関する知見をもたらす内容だと述べ、批判に反論した。

この研究は複数の大学が共同で実施したもので、中国南西部の昆明動物研究所が主導した。人間の知能獲得につながった進化の過程について解明を進める狙いがある。

論文は先月27日、中国の科学誌「ナショナル・サイエンス・レビュー」に掲載された。「脳の大きさと認知能力は人間の進化の中で最も劇的に変化した特徴だが、こうした人間に特有の変化の基にある遺伝的メカニズムは依然未解明だ」としている。

論文によれば、今回のような研究が行われたのは初めて。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2019/04/13/2516a527acdf6c55403b79e73d814ae3/t/768/432/d/01-rhesus-monkey-super-169.jpg
https://www.cnn.co.jp/fringe/35135707.html
ダウンロード


引用元: 【話題】サルの脳に人間の遺伝子、中国の研究者が移植実験 科学界を二分する論争を引き起こす[04/13]

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1: 2019/04/10(水) 17:04:10.27 ID:CAP_USER
年を取るにつれて物忘れがひどくなっていくというのは仕方のないことのように思えますが、老人の頭部に電極を装着して電気刺激を与えることで、短い時間の間情報を保持して同時に処理するワーキングメモリ(作業記憶)が20代並みまで回復したという研究結果が科学誌のNature Neuroscience上で発表されています。

Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits | Nature Neuroscience
https://www.nature.com/articles/s41593-019-0371-x
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/00.jpg

Electrical jolts to brain restored memory of elderly to that of 20-year-old | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/04/brain-jolts-revive-memory-in-elderly-turning-clock-back-four-decades/
https://i.gzn.jp/img/2019/04/10/electrical-stimulation-fix-brain/snap0357_m.png

To Improve Memory, Tune It Like an Orchestra - The New York Times
https://www.nytimes.com/2019/04/08/health/aging-brain-memory.html

今回の研究を行ったのはボストン大学のロバート・ラインハルト助教授とジョン・グエン氏で、2人は高齢者の認知機能低下の主要因である「ワーキングメモリの欠損問題」に対するアプローチの1つとして、電気刺激を与えるとワーキングメモリにどのような影響があるかを測定する実験を行いました。電気刺激は前頭前野と側頭皮質の間の作用が効率化するように、被験者それぞれに合わせてカスタマイズされたものです。電気刺激は頭部に貼り付けられた電極から流れるタイプのもので、インプラントなどの手術を要しません。実験では、60歳から76歳の老人42人と比較対照群の20代の若者42人に、画像を見せた後すぐに次の画像を見せ、「2枚目の画像は1枚目の画像と同一なのか、異なっている部分があるのか」を答えるというワーキングメモリの能力を測る記憶テストを受けてもらいました。

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190410-electrical-stimulation-fix-brain/
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引用元: 脳に電気刺激を与えると高齢者のワーキングメモリが20代並みまで回復したという研究結果[04/10]

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1: 2019/02/23(土) 11:48:19.54 ID:CAP_USER
誰も脳の配線図を理解していなかったが、コネクトームと呼ばれる脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明した。

人間のコネクトーム(白質の構造で基本的には脳の配線図といってよい)は、脳の異なる部分間をつなぐリンクのネットワークだ。リンクは、灰白質を構成する神経細胞体を接続する神経細胞「軸索」の突起の束である脳の白質によって図式化する。

脳に関する従来の見解では、灰白質が主に情報処理や認知に関与し、白質は脳の異なる部分間で情報を送信している、とされてきた。

白質の構造はあまり理解されてないが、いくつかの高度なプロジェクトによる研究で、コネクトームは当初考えられていたよりもずっと複雑だとわかってきた。人間の脳には、1014のシナプス結合で接続された1010ものニューロンがある。リンク同士の接続を図式化するのはもともと難しい上に、ネットワーク構造が画像解像度に依存するので、さらに難しくなっている。

構造を研究することで、白質は学習や脳の活動調整で重要な役割を果たしている証拠も出てきた。しかし、この役割が構造にどう結び付いているかは正確にはわからない。
https://www.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2016/08/neural-cycles.jpg

したがって、白質の構造をさまざまなスケールで理解することは神経科学の大きな課題である一方、適切な数学的ツールの欠如が、研究の進展を妨げていた。

しかし今日、この状況は代数的位相幾何学のおかげで変わろうとしている。神経学の研究者が徐々にだが初めて、代数的位相幾何学の価値を理解し始めている。従来、代数的位相幾何学は、空間や形状を分類するための「数学的な探求」だったが、ペンシルベニア大学のアン・サイズモア研究員(準計算機生物学者)などによるチームは、代数的位相幾何学がどのようにコネクトームの理解に革命をもたらすかを示した。

学問的探求において、代数的位相幾何学者は、異なるスケールで位相空間での対称性を見つけるという、試練を設定する。

数学において、対称性とは、視点を変更しても不変であることだ。たとえば正方形は90度回転しても形状が変わらない。これが対称性のひとつのタイプだ。

中でも、コネクトームを理解する上では、さまざまなスケールでも対称性を保つ数学的構造「永続的な相同性」の探求が重要だとわかってきた。

神経学者は、特定の認知機能は、脳全体に分散されているさまざまな神経ノードを利用することにずっと気付いていた。コネクトームプロジェクトの中心的な疑問の1つは、これらのノードが白質でどう接続されているかだ。

神経学者が白質繊維を研究する方法は、繊維の長さに沿って、どう水を拡散するかを観察することだ。拡散経路は、「拡散スペクトルイメージング」によって明らかにでき、白質の構造を理解できる。

詳細に調べるため、サイズモア研究員は8人の健康な成人の脳を測定した。これにより、すべての脳に同じ構造を探せた。チームは特に、聴覚系や視覚系、接触、圧力、疼痛に関する体性感覚システムなど、認知システムに関わる脳の83の異なる領域間のリンクを観察した。

こうして配線図を構築したサイズモア研究者のチームは、構造の研究に代数的位相幾何学の手法を適用することで、いくつかの重要な洞察が生まれた。

まず特定のノードのグループは、グループ内の各ノードが他のすべてのノードに接続された「すべての対全接続している」状態でクリークと呼ばれる構造を形成していることが明らかになった。認知システムのすべては、異なる数のノードを含むのクリークで構成されている。

しかし、分析により、もうひとつの重要な位相構造のグループが明らかになった。この位相構造は「サイクル」と呼ばれる閉じたループで、最初のノードが次のノードに接続し、その次のノードがまた次のノードに接続していき、最後のノードは最初のノードに接続してサイクルが閉じている。

続きはソースで
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引用元: 【数学/脳科学】コネクトーム:脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明

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