¿Qué tan realistas son mis neuronas?

Estoy escribiendo un libro sobre superhumanos anatómicamente plausibles (una nueva forma de hombre creada artificialmente), que, además de una fuerza física increíble, también deberían distinguirse por una inteligencia increíble, que siempre he tratado de aumentar simplemente haciendo que sus cerebros sean más grandes o más grandes. compactando las propias neuronas, como es el caso de las aves. Sin embargo, hace un tiempo pensé ¿por qué no trasladar algunas de las funciones a la propia célula, creando un ordenador primitivo a partir de cada neurona?

Entonces, en las computadoras binarias solo podemos pasar o retrasar una señal, dependiendo de la otra. Usamos álgebra booleana y lógica para la suma. Al mismo tiempo, una computadora analógica puede plegarse de forma nativa. Las sinapsis sin espacios (un diseño de neuronas inventado por mí que podría no tener un espacio entre las sinapsis) ya saben cómo amplificar o bloquear una señal, y solo necesitamos agregar señales entre sí y cambiar su potencia total según un coeficiente dado. ¿Cómo deberían disponerse esas neuronas modificadas?

A diferencia de las neuronas humanas ordinarias, dentro de esta neurona debe haber delgados tubos ramificados, divididos en sectores. Sectores de estas vellosidades podrían conectar, amplificar y separar la señal, formar estaciones directas y de retroalimentación, y pasar el impulso en una sola dirección. En este caso, habría que llenar los propios tubos con iones obtenidos químicamente, que regularían la resistencia eléctrica del medio. Dependiendo del potencial del pulso, la conductividad puede cambiar, lo que cambia la potencia de la señal en la salida. La señal tendría que agregarse si los dos tubos están conectados entre sí. La señal que pasa con mayor frecuencia estimula un aumento en la conductancia del canal, lo que la amplifica en la salida. Gracias a señales externas, es posible cambiar la conductancia de canales individuales, lo que permite cambiar el peso de toda la neurona. Como resultado, tales células deberían haberse vuelto más grandes, pero una red de diez de estas neuronas análogas podría reemplazar una red de mil ordinarias.

¿Cuán científicamente realista es este diseño de neuronas de mis superhumanos y cuánto, si es posible calcular, la gente común podría volverse más inteligente con tal adición en el sistema nervioso?

Estoy un poco confundido acerca de tu objetivo. Me parece que desea que la función de las sinapsis, donde las señales se pueden amplificar o reducir según el estado del cuerpo y la frecuencia con que se usan, se trasladen a estas 'neuronas de computadora'. No sé por qué y cómo envías la señal a las neuronas correctas después de la modificación de la señal.
(1) Las computadoras analógicas son más lentas que las digitales debido a cómo funcionan los circuitos analógicos. (2) No está claro qué quiere decir con "señal". Si te refieres a una señal eléctrica. es decir, voltaje, entonces no, de ninguna manera, no puede hacer un circuito lógico simplemente empalmando los cables. Realmente no funciona de esa manera. (3) Una resistencia solo puede reducir la amplitud de una señal, no puede aumentarla. (4) Nunca he oído hablar de señales eléctricas representadas como potencia , ya sea voltaje o corriente, nunca su producto. (5) La pregunta es utilizando las palabras señal, potencia y potencial como si fueran sinónimos.
PS Las neuronas de la vida real en realidad son dispositivos activos de "computación". Pueden actuar como sumadores (sumando las entradas) o como integradores (activando cuando las entradas en el tiempo se suman a un cierto umbral). (Por supuesto, no son realmente dispositivos informáticos: los datos se representan en los nervios de una manera bastante complicada, según el nervio específico. No es realmente un análogo sencillo. Mire, por ejemplo, cómo se representan los datos en los nervios auditivos y visuales. -- es realmente sofisticado.)
Lo siento por las imprecisiones en el uso de algunas palabras, simplemente no sé inglés, y el traductor que uso no hace su trabajo a la perfección.
¿Cuán plausibles (realistas) son estas neuronas desde un punto de vista científico?
Nuestras redes neuronales utilizan pesos y, en segundo lugar, las sinapsis sin intervalos de mis superhumanos (en esta pregunta no describiré el principio de funcionamiento de estas sinapsis sin intervalos, por lo que se da por sentado que estas últimas) funcionan de forma nativa con una señal analógica, no digital. uno. Por lo tanto, podríamos transmitir información no en forma de pulso, sino en forma de la fuerza de este pulso, lo que, si no me equivoco, nos permitirá transmitir un orden de magnitud más de información. La neurona de mis superhumanos tiene muchas entradas y salidas.
¿Por qué no usar al menos pesos primitivos para cambios de señal complejos? Puedes cambiar la estructura interna de la celda de tal manera que haga tales transformaciones, no creo que sea demasiado difícil. Si juzgamos de esta manera, entonces debido a tales cambios, el trabajo cerebral de mis superhumanos se parecerá al trabajo de una computadora cuántica.
Elija una etiqueta de verificación de la realidad y ciencia dura, estas son mutuamente excluyentes. Sugiero que probablemente desee una verificación de la realidad, ya que sería muy difícil, tal vez imposible, cumplir con los requisitos de ciencia dura para un modelo de neurona que ha creado.
El cerebro humano es principalmente un dispositivo de MEMORIA, no un dispositivo informático. La mayor parte del 'pensamiento' ocurre solo en áreas pequeñas y limitadas: la corteza frontal, por ejemplo. La memoria se basa en los PATRONES de conexiones neuronales y sinapsis, no en la sinapsis individual en sí.
Hablo de modificar el cuerpo de una neurona, no de una sinapsis.
"Nuestras redes neuronales usan pesos": si por "redes neuronales" te refieres a los dispositivos informáticos que son muy populares hoy en día para lo que se llama aprendizaje profundo, etc., entonces ten en cuenta que no tienen ninguna relación con el funcionamiento del cerebro. El nombre "redes neuronales" se aplicó a esos dispositivos informáticos en los años sesenta (originalmente se llamaban perceptrones), probablemente porque desde lejos se parecen a las redes de neuronas en los cerebros biológicos; pero funcionan de una manera muy diferente, y además tienen severas (y conocidas) limitaciones en lo que pueden hacer.
Si todavía no se puede hacer o resulta que no es rentable (no aumentará el poder de cómputo total del sistema nervioso de mis superhumanos), entonces, ¿qué opciones se podrían usar en su lugar?
VTC:NMF. Has hecho tres preguntas. Se espera que pregunte sólo uno. Usar la etiqueta de verificación de la realidad contra la vida real está fuera de tema. Preguntar si su modificación ficticia de la biología es científicamente plausible tiene poco significado. No existen en la vida real, lo que sugiere que no es biológicamente plausible. ¿Eso importa? Todo esto es, es un esfuerzo por racionalizar una regla de vuestro mundo: la inteligencia sobrehumana. Si eso es todo lo que necesitabas saber, me parece bien.
¿Necesito saber si mi sistema anterior es plausible?
Parece estar preguntando sobre el potencial de los cambios fisiológicos en las neuronas (dentro de estos canales/vilii) y la regulación de la resistencia eléctrica dentro del medio [..del citoplasma..], y la señal que se modifica si los tubos se conectan (? permanentemente como una red de resistencias, o mutablemente como una EEPROM?) todo esto (sin explicación de los mecanismos específicos) tomaría bastante tiempo para suceder. No estoy convencido de que acelere las cosas, sino todo lo contrario. ¿Puede aclarar por qué cree que sería un sistema más eficiente?
...Continuación Debería contarnos cómo funciona el aislamiento eléctrico entre estos canales, ya que parece haber poco espacio para la mielina. ¿Qué tan rápido puede propagarse el cambio de resistencia eléctrica dentro del citoplasma y por qué mecanismo (también de dónde obtienen la energía). Todo parece en la actualidad un conjunto superficial de cambios sin detalles de cómo funcionarían, e imposible de juzgar si podría ser plausible de manera realista. VTC: necesita detalles y claridad.
...Cont.... Si quiere decir "¿sería plausible para el lector lego?" - entonces la pregunta se convierte en una cuestión de escritura, no de construcción de mundos, y puede buscar el consejo del sitio hermano de Writing para obtener consejos sobre cómo presentarlo.
Con respecto a las etiquetas, la verificación de la realidad es el requisito más básico, luego se basa en la ciencia y luego en la ciencia dura como el más estricto. No los usamos juntos ya que los más altos hacen que los más bajos sean redundantes, elija el nivel de análisis que desea para una respuesta.

Respuestas (3)

He leído sobre mucha ciencia marginal (y seamos honestos, la mayoría de ellos son bastante profundos en la pseudociencia) que afirman varias cosas sobre las neuronas:

  1. Que no son la unidad mínima de cómputo en el cerebro, que hay orgánulos especializados que realizan cómputo y las neuronas son una red primitiva de computadoras.
  2. Esa señalización entre ellos no es electroquímica, sino "acústica". Supuestamente eso explica los tiempos de señal bastante bajos. Los trastornos degenerativos de la mielina son, supuestamente, explicables porque interfiere con esa señalización.
  3. Que las neuronas ni siquiera son el asiento de la computación en la mente humana, sino que su actividad es simplemente un efecto secundario.

Etcétera.

Se desconoce mucho sobre cómo funciona la inteligencia humana. Hay bastante margen de maniobra, especialmente si estás dispuesto a sumergirte en la pseudociencia.

Sin embargo, debe señalarse que la ingeniería de estas cosas requiere un ingeniero aún más sofisticado que lo entienda todo, presumiblemente que no sea un sobrehumano. Además, a menos que los humanos ya tengan computación/inteligencia de subneuronas, entonces la ingeniería de eso como una característica de algunos OGM está tan lejos que es poco probable que alguien hoy o durante muchos milenios pueda lograrlo.

En cuanto a calcular la inteligencia, ni siquiera podemos medirla de manera significativa. Ve a leer sobre el Efecto Flynn.

En otras palabras, ¿no sabe si mi idea expresada de modificar el cuerpo de una neurona es realista para que pueda funcionar como una computadora primitiva, como usted señaló correctamente, teniendo estructuras más pequeñas adentro para esto?
@ FrankThompson4 La computación en sí misma es trivial, puede hacer elementos informáticos básicos con engranajes de madera. No se discute que una célula biológica podría incluir elementos/orgánulos que tienen capacidad computacional. Si esto sería útil para una inteligencia similar a la humana es otra cosa completamente diferente... la inteligencia humana no utiliza la computación de Turing, sino la computación de redes neuronales. Los NN son simulables en los dispositivos de Turing, pero es posible que sus células no aporten mucho en ese sentido.
Sin embargo, la pregunta principal se refiere exactamente a si es posible crear el sistema descrito por mí. A grandes rasgos, transfiriendo una red neuronal (estamos hablando del cerebro, y no de redes de autoaprendizaje de los ordenadores) desde el nivel tisular al nivel celular.
Si todavía no se puede hacer o resulta que no es rentable (no aumentará el poder de cómputo total del sistema nervioso de mis superhumanos), entonces, ¿qué opciones se podrían usar en su lugar?

y solo necesitamos agregar señales entre sí y cambiar su potencia total de acuerdo con un coeficiente dado

Sí. ¿Por qué no hacer eso?

Esto me sugiere que hay una falta de apreciación bastante pseudocientífica acerca de cuán enredada, entrelazada y asombrosamente compleja es la neurología. "Solo" cambia su "poder" de acuerdo con "algún coeficiente". Hmmmm.

Basado en esto, y otras ensaladas de palabras que suenan científicas, honestamente no tengo esperanzas de que esto sea en absoluto "realista".

Dicho esto, es tu mundo. Si dice que funciona allí, entonces, por definición, tampoco hay pruebas de que no funcione.

Esta pregunta parece suponer erróneamente que las redes neuronales son dispositivos informáticos digitales. No son... son analógicos. Cada neurona actúa como un integrador, sumando sus entradas de acuerdo con qué tan cerca está cada una del cuerpo de la neurona y qué tan cerca temporalmente llegan esas entradas. Si la suma de las entradas supera un umbral, la neurona se dispara... aunque puede dispararse a una tasa de referencia sin entrada.

Entonces, para cambiar tan radicalmente la forma en que funcionan las neuronas como describe el OP, lo más probable es que el cerebro resultante no funcione o funcione de manera lo suficientemente diferente como para que sus patrones de pensamiento se consideren extraños.

La inteligencia es un factor de poder de procesamiento aplicado a lo largo del tiempo. Es posible que una persona con un poder de procesamiento efectivo más bajo sea percibida como más inteligente en virtud de dedicar más tiempo a pensar. Aparentemente, también hay un límite de tiempo de pensamiento para el cerebro de la mayoría de las personas... las personas tienden a pasar un tiempo fijo pensando en un problema abstracto antes de concluir sus pensamientos y anunciar la respuesta que se les ocurrió, o admitir la derrota, pero esta vez límite varía de persona a persona.

Entonces, la mejor manera de aumentar la inteligencia no es necesariamente cambiar radicalmente la forma en que funciona el cerebro, sino eliminar las ineficiencias... reducir el tiempo de propagación de los impulsos neuronales y usar mecanismos sinápticos más rápidos que los neurotransmisores químicos. De esa manera, puede tener lugar más procesamiento en un tiempo determinado, aumentando la inteligencia de la persona.

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