Appunti lezioni Storia delle scienze cognitive

RICAPITOLANDO:

Un primo esempio di percettrone, in cui vediamo soltanto le caratteristiche.

In questo schema cosa vediamo?

Che nel nostro modello noi prendiamo in considerazione alcuni parametri, alcune caratteristiche e tralasciamo altre.

Quali sono questi caratteri che stiamo prendendo in considerazione?

segnali d'ingresso

Gli stimoli cioè una fase d'integrazione o sommatoria (somma algebrica di eventuali segnali positivi e negativi se li vogliamo immaginare così) comunque un punto dove facciamo il calcolo di cosa di questi vari stimoli in ingresso mi rimane una volta che li ho sommati;

poi abbiamo un'altra parte che è molto importante che stabilisce se il percettrone ovvero il neurone che sto modellizzando scaricherà oppure no che è data da questa soglia segnata in giallo;

un'uscita;

poi abbiamo 55

Proviamo a rivederle con un'altra immagine, quindi queste sono le caratteristiche che ci interessano.

L'altra immagine è questa,

è un po’ più eleborata:Abbiamo gli stimoli e gli stimoli in certi casi possiamo assumere che abbiano peso diverso, non èper forza così, è un modello che vuole un po’ complicare quello che abbiamo visto prima cioè io viavevo fatto un esempio un po’ macroscopico dicendovi sento il ruggito di un leone e ho una certasensazione di paura soprattutto perché mi trovo in Via Umberto presso un veterinario, poi guardonell’altra stanza e vedo che questo leone che ha questo ruggito così potente è in realtà un leoncinopiccolino, cucciolo e quindi i due stimoli hanno quasi un peso diverso, mi fido di più delladimensione, perché non ho più paura? Perché nel vederlo mi sembra più attendibile rendermi contoche questa cosa piccola non mi potrà procurare un danno, che non la valutazione uditiva, potreifidarmi più del fatto che con un ruggito così magari

quella che trovate sulla sinistra (i=1,5 - 1- 2);poi ho i pesi, la prima via è una via poco importante quindi vale la metà, il peso è 0,5;la seconda via è un peso 3;la terza via invece ha peso 1, quindi è diciamo standard;Noto che sono tutti segnali positivi (1,5 - 1 - 2) .La fase dopo è la fase di sommatoria in cui faccio la moltiplicazione del valore per il peso e poi sommo, quanto viene?1.5 x 0.5= 0.75 5,751 x 3= 3562 x 1 = 2La mia sommatoria, gli stimoli complessivi che arrivano in questo percettrone mi danno questo valore 5,75.Io posso dunque assumere che una via abbia più peso di un'altra che in una rete una via sia più importante di un'altra.5,75 significa che questo percettrone, che questo neurone è sollecitato da un segnale in ingresso diOgni percettrone, ogni modello che io ho, ha un valore soglia. Questa è un'altra caratteristica,5,75.i neuroni sono fatti così, i neuroni sono

abbastanza stupidi, permettetemi di dirlo, sono tra le cellule più stupide che abbiamo assieme al DNA, li sopravvalutiamo ma il DNA da solo non sa fare nulla, tutto quello che fa il DNA in realtà lo fa la cellula e il neurone la stessa cosa.

Il neurone sa scaricare, sa fare 1 o 0. Ogni percettrone ha un valore soglia (che è fisso), quindi se questo valore soglia ammettiamo fosse pari a 6 che cosa succede? Siccome il valore che abbiamo ottenuto è 5,75 non scarica. La soglia ve la dovete immaginare come un muro, quindi se io ho un muro alto 1 metro e un nano alto 80 cm, ovviamente il nano non riesce a passare, se ho un muro di 1 metro e un nano di 1 metro non riesce a passare, se ho un muro di 1 metro e il nano è più alto passa. Scarica nel momento in cui la soglia viene superata, nel momento in cui scarica ho il segnale in uscita. Allora posso immaginare, se ha valore negativo sicuramente non scarica e questo a noi interessa non tanto per dire se scarica.

O non scarica perché il fatto che non scarica è banale, se ha valore sotto quel livello anche se negativo non scarica, c'interesserà invece per quanto riguarda le reti con sistema a feedback negativo.

Lui qui fa un calcolo dei valori e mi dice che questa sommatoria è pari a 1,75, mi dice che la soglia è 1 quindi scarica per 1,75, sono aspetti che non considereremo mai cioè non stiamo qui a fare un corso di matematica applicata, a noi interessa avere l'idea di soglia, il fatto che se io arrivo a un certo livello e supero quel livello scarico, altrimenti no.

Qui abbiamo uno schema analogo dove però sono state ripartire in dei nei box le varie qualità. Quindi vedete i vari valori x1 x2 sono stati messi, senza bisogno di attribuire un valore, ma dandogli una nomenclatura, un nome di tipo matematico, i vari X sono gli stimoli e le W come sempre nel linguaggio convenzionale rappresentano i pesi (anche in statistica), poi abbiamo

lasomma e la soglia).caratteristiche una dietro l’altra, quando sono una dietro l’altra sto cominciando a

Qui vedo le stessedisegnare una rete semplice.mostro un’altra reteVi neuronale semplice con tre unità, con tre percettroni in serie, uno dietro l’altro)(rete57 differenza c’è tra questi due disegni?Che(nell’immagineQuando indico N di destra) sto indicando per ognuno di questi rettangoli unè un’unità di percettrone e quindi ognunopercettrone, quindi ognuno di questi rettangoli N1 N2 N3di quelli c’ha questa cosa qua (immagine a sinistra):Questo è un percettrone, purtroppo chi ha fatto lo schema ha messo un rettangolo per ognicaratteristica presa in considerazione.rettangolo non sta rappresentando ognuna delle caratteristiche, siccome c’èInvece in questo caso ilindicato N1 e lo vediamo anche dalla disposizione che ha, ognuno sta indicando il percettrone,quindi in questa immagine vediamo una

Piccola rete con tre unità (rete neuronale semplice, 3 percettroni messi in serie). E' un'idea che si rifà al meccanismo a retroazione - a feedback negativo che già ritrova le sue origini nel pensiero di Bernard.⁵⁸

Il percettrone alla fine scarica o non scarica, ma qui invece in qualche modo è quasi intelligente. Quello che mi interessa qui è creare un meccanismo per cui io sia in grado di stabilizzare il sistema. Se non sono in grado di mantenere il sistema stabile, scoppietta tutto. Bernard dice che gli organismi sono fatti da sistemi i quali sanno stare in equilibrio, i quali sono in grado di autoregolarsi o di essere regolati da altre strutture in modo tale da mantenersi dentro certi parametri. Tutta la vita è fatta così, se non sto dentro certi parametri, per esempio noi continuamente in questo momento stiamo consumando ATP, cioè energia, prendiamo parte delle nostre riserve energetiche e le utilizziamo per bruciarle.

svolgere tutte le funzioni che stiamo facendo in questo momento. Tutto questo presuppone un richiamo di energia, questa energia noi la bruciamo, se la bruciassimo in maniera non controllata prenderemmo fuoco, non ne resterebbe più niente, dobbiamo consumarla in maniera adeguata, ad un certo punto ce ne sarà troppa, e il nostro organismo si renderà conto che ne ha abbastanza e si tiene le sue riserve di grasso che utilizzerà in altri momenti.

Questa regolazione avviene attraverso meccanismi a feedback positivo o negativo che abbiamo nel nostro organismo. Quando parliamo di neuroni abbiamo chi si occupa di reti neuronali e ha avuto a un certo punto l'idea di dire: ma siamo in grado, possiamo simulare per esempio un ipotetico meccanismo di regolazione di un segnale se noi vogliamo mantenere un segnale in qualche modo stabile dentro certi valori. Come possiamo fare?

Lo possiamo fare attraverso uno schemino di questo genere. Innanzitutto abbiamo tre neuroni N1 N2 N3

Che però non sono disposti come erano disposti primacioè in serie, perché vediamo che ce né uno che sta fuori dall'allineamento e che si trova messo in parallelo rispetto all'N2 ma comunque cerchiamo di seguire il meccanismo.

Abbiamo tre neuroni e questi neuroni funzionano così:

che rappresenta lo stimolo, diciamo l'unità che manda lo stimolo,

C'è un primo N1 poi c'è un momento d'integrazione (ci torneremo dopo), l'idea è se poi abbiamo N2, N1 mi manda un segnale abbastanza alto N2 scarica; questo lo abbiamo detto fino adesso, quindi è abbastanza chiaro.

Cosa succede? Questo N2 magari scarica troppo e mi fa aumentare il segnale. Immaginate che questo scaricare sia anche progressivo, ogni volta che scarico mi si alza qualcosa, come se io dessi delle pennellate di colore, ogni volta che do uno scarico, una pennellata questo colore diventa troppo. Mi è venuto questo esempio giusto per dire.