http://www.physorg.com/news121353063.html
February 04, 2008
神經網路對於外界的干擾有多敏感呢？到什麼樣的範圍是神經網路所能處理的，包括腦袋預先定義的思考模式嗎？這些問題已由 Bernstein 計算神經科學中心以及 Max Planck 動態與自我組織研究所的 Sven Jahnke、Raoul-Martin Memmesheimer 還有 Marc Timme 所研究。他們發現，在某些狀態下，神經網路遠比先前所認為的可預測。
腦是進化出來最複雜的物體之一 -- 超過 1000 億個神經元透過一個廣為分歧的網路彼此溝通。神經元處理資訊可以電脈衝作為代表。每個細胞運算前突觸細胞的訊號。當它自行產生脈衝時，依賴的是此計算的結果。
Marc Timme 等人已在數學上分析這種神經訊號傳送系統，且透過電腦模擬驗證它們的理論。如同在腦中一樣，數學模型中的神經訊號傳送的動態，並非跟隨一種可辨識的次序；神經脈衝所傳送的方式顯然無法預測。不過，這種系統在實際上有麼不可預測呢？
若初始態中稍微的差異經過一段時間後，會產生相當不同的結果，則研究者稱此系統是「混沌的（chaotic）」。混沌系統的行為也因此無法在長期上進行預測。如同數學家與氣象學者 Edward N. Lorenz 在 1960 年代所設想的效應，"一隻蝴蝶的翅膀在亞馬遜叢林中拍動，能導致歐洲的一場颶風。"
在 1996 年，以色列 Hebrew 大學的研究者在一個理論性的研究中論證，在腦部所觀察到的不規律神經活動或許可由混沌的行為來解釋。因此，此網路將發展出一個十分不同的動力學，即便只有單一神經元早了或晚了不到幾分之一秒傳送某個訊號也會這樣。在最近十年，許多神經科學家假設這樣的混沌行為一般詮釋了所觀察到的不規則。
一如 Timme 等人現在所揭露的，混沌的活動只會在某些狀態下出現，而且也許不是這種網路的通則。"各種新方法的結合讓我們有可能去考慮網路中某個神經元的單一脈衝，" Jahnke 解釋。研究者現在能證明，在某些狀態下，一個神經元網路對於神經脈衝的少量時域偏移（temporal shifts）是如此驚人的感覺遲鈍。
"如果神經元活動的模式足夠相似，它們將不會發展出一個全然不同的動力學，如同在一個混沌系統中所預期的。完全相反的是，它們在長期上彼此相符，" Memmesheimer 解釋。在腦中，這對於時域活動模式高度精確的浮現有所貢獻，故在這種網路當中的資訊能被處理，且能算到相當高的精確度。
雖然根據統計學上的測量，此網路顯然是高度的不規則，不過這不盡然是個混沌系統的指標。相反地，它在較長的一段時間下是可預測的。"我們仍須更接近地檢查此情勢，在此情勢之下，腦的反應是可預期的，而非混沌的， " Timme 補充道。無論如何，神經網路的動態並非，即便高度不規則，總是如同先前所認為的那樣複雜。
※ 相關報導：
＊ Stable Irregular Dynamics in Complex Neural Networks
http://link.aps.org/abstract/PRL/v100/e048102
Sven Jahnke, Raoul-Martin Memmesheimer, and Marc Timme＊ 人工智慧在 2029 年可與人類較量？
Phys. Rev. Lett. 100, 048102 (2008)
doi:10.1103/PhysRevLett.100.048102
＊ 從電腦學習頭腦，反之亦然
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解讀腦重大突破 信號可辨認影像
【世界日報╱法新社巴黎五日電】 2008.03.06
美國科學家已對閱讀人腦獲得重大進展，能夠解讀大腦一個重要部分的信號，並藉此辨認當事人眼睛看到的影像。
在「科學」期刊發表的研究報告中，柏克萊加州大學神經學家表示他們利用功能性磁振造影(fM-RI)，偵測腦部細微的血流，顯示聲光和接觸會引發腦部哪些部分活動。他們把焦點放在把視網膜傳送的訊息組成影像的腦部視覺皮質區。他們向兩名志願接受掃描人員顯示馬、樹、建築物和鮮花等1750個影像，並根據他們腦部視覺皮質區的三個重要部分的血流型態，建立計算模式。
電腦程式利用這種模式，掃描另外120個不同影像，以預測這些影像在視覺皮質區會呈現何種fMRI型態。
接著他們讓志願人員一邊看這120個新影像，一邊接受腦部掃描。其次電腦把測得的腦部活動，與預測的腦部活動加以比對，選出它認為最接近的影像。
對一名志願人員進行的研究，選出正確影像的成功率達到92%，另一人的成功率為72%。
研究團隊更進一步，把新影像從120個擴大到一千個。第一個志願人員接受測試，成功率仍有82%。
為研究報告主筆的Jack Gallant說：「我們估計即使有10億個影像，這套程式指出正確影像的機率仍有大約20%。」
研究人員說，這種裝置還無法看透人心，甚至無法重建影像，只能從已知的一套影像辨認特定影像。儘管如此，他們相信這項研究發展潛力極大。
醫生可能用以診斷因中風或失智症而受損的腦部範圍，據以斷定藥物治療或幹細胞治療的結果，甚至「看到」人的夢境。癱瘓病患日後也可能藉著心想一系列影像，讓電腦辨認它們的fMRI型態，藉以遙控機器。但是，讀腦也充滿潛在爭議。研究人員說，未來30至50年，科學進展可能讓人擔心隱私受到侵犯和有關當局濫用這些科技。他們強調：「任何人都不應該在非志願、秘密或沒有完全瞭解情況並同意下，受到任何形式的讀腦程序。」
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