Dlaczego śnimy? To pytanie wciąż wywołuje spory w środowisku ekspertów. Trudno jest bowiem udowodnić, dlaczego pojawiają się sny. Z tego powodu ta dziedzina nauki jest przesycona hipotezami. Neurobiolog Erik Hoel z Tufts University przedstawił ostatnio kolejną dotyczącą ludzkich snów. Zainspirowały go badania nad treningiem głębokich sieci neuronowych i sztuczną inteligencją.
Nowo przedstawiona koncepcja nosi nazwę „overfitted brain hypothesis”, co z języka angielskiego można przetłumaczyć jako „hipoteza przeładowanego mózgu”. Zakłada ona, że różnorodność i niezwykłość naszych snów służy temu, aby nasze mózgi w jak najlepszy sposób mogły uogólniać codzienne doświadczenia. Teorię opisano niedawno w czasopiśmie „Patterns” (DOI: 10.1016/j.patter.2021.100244).
- Istnieje oczywiście ogromna liczba hipotez na temat tego, dlaczego śnimy – przypomina Hoel. – Tworząc własną hipotezę chciałem zwrócić uwagę na to, że samo śnienie to bardzo poważny proces istotny sam w sobie. Sny są doświadczeniem, które jest niezbędne dla normalnego funkcjonowania mózgu – tłumaczy.
Próbując stworzyć sztuczną inteligencję naukowcy napotykają na poważny problem. Staje się ona zbyt dobrze zaznajomiona z danymi, które wykorzystuje. Ostatecznie inteligentne maszyny „zakładają”, że prezentowany im zestaw treningowy jest doskonałą reprezentacją wszystkiego, co można napotkać.
Aby rozwiązać ten problem eksperci wprowadzają do danych przekazywanych sztucznej inteligencji pewien chaos. Metoda zwana „dropout” dopuszcza losowe ignorowanie niektórych danych przekazywanych do treningu. Dzięki temu maszyna może „skupić się” na specyfice danego problemu, a nie na konkretnych szczegółach każdej sytuacji.
- Pierwotną inspiracją dla badań nad głębokimi sieciami neuronowymi był mózg - tłumaczy Hoel. Jego zdaniem wykorzystanie tych analiz do teorii o „przeładowanym” mózgu było rzeczą naturalną. – Często okazuje się, że techniki, które ludzie wykorzystują do uczenia się, są uderzająco podobne do mechanizmów dotyczących śnienia - mówi.
Mając wszystko powyższe na uwadze powstała nowa hipoteza, według której sny sprawiają, że nasze rozumienie świata staje się bardziej wszechstronne. Z czasem nasze mózgi, podobnie jak w przypadku głębokich sieci neuronowych, również stają się zbyt dobrze zaznajomione z danymi pochodzącymi z otaczającego świata. Zdaniem Hoela mózg tworzy zatem „dziwną” wersję świata w snach, co paradoksalnie porządkuje dane pochodzące z doświadczenia. - To właśnie dziwność snów, ich rozbieżność z doświadczeniami na jawie, nadaje im biologiczną funkcję – zaznacza naukowiec w swojej pracy.
Sny, jak wskazuje Hoel, mogą być zaskakująco absurdalne, ale o to właśnie chodzi. Wprowadzając w naszą szarą egzystencję trochę surrealizmu, sny dają nam lepsze przygotowanie do radzenia sobie z nieoczekiwanymi sytuacjami.
Hoel twierdzi, że istnieją już dowody z badań neurobiologicznych na poparcie jego tezy. Wykazano na przykład, że jednym z najbardziej niezawodnych sposobów na wywołanie snów jest częste powtarzanie pewnej czynności na jawie. Zatem kiedy nadmiernie „trenujemy” nowe zadanie, „przeładowany” mózg stara się je uogólnić poprzez tworzenie snów.
Zdaniem twórcy hipotezy można również przeprowadzić inne badania, które mogą potwierdzić słuszność nowej koncepcji. Hoel jest przekonany, że dobrze zaprojektowane testy behawioralne mogłyby wykazać zależności między generalizacją doświadczeń i zapamiętywaniem danych płynących z otoczenia oraz wpływem snu na oba te procesy.
Hoel wysnuł hipotezę o „przeładowanym” mózgu zastanawiając się między innymi nad przeznaczeniem fikcji literackiej czy artystycznej. Jego zdaniem bodźce zewnętrzne, takie jak powieści, filmy czy programy telewizyjne, mogą działać jak „substytuty” snów.
Nasze mózgi ciągle uczą się nowych rzeczy, a tymczasem „życie bywa czasami nudne” – przekonuje Hoeal. - Marzenia senne są po to, byśmy nie stali się zbyt dopasowani do otaczającego nas modelu świata – przekonuje badacz.
Źródło: EurekAlert!, fot. Georgia Turner
