Intelligent systems distribute memory across internal and embodied resources
Deze studie toont aan dat zowel primaten als kunstmatige agenten het geheugen over interne en belichaamde bronnen verdelen door oogbewegingen te gebruiken om overtuigingen over verborgen doelen te behouden wanneer de interne berekening beperkt is, wat een convergent principe onthult waarbij de toewijzing van het geheugen wordt bepaald door de relatieve betrouwbaarheid van deze bronnen.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
Intelligentie wordt vaak voorgesteld als een puur interne aangelegenheid, een stil gesprek dat zich volledig afspeelt binnen de grijze massa van de hersenen. We hebben de neiging om het lichaam te zien als een voertuig voor de geest, een reeks ledematen die simpelweg de bevelen uitvoert die door neurale circuits worden uitgevaardigd. Echter, een groeiend veld van denken suggereert dat de geest en het lichaam niet zo gemakkelijk van elkaar te scheiden zijn. Dit perspectief, bekend als belichaamde cognitie (embodied cognition), stelt dat onze fysieke acties en interacties met de wereld niet alleen het resultaat zijn van het denken, maar feitelijk deel uitmaken van het denkproces zelf. Net zoals iemand met de vingers kan tellen om een wiskundig probleem op te lossen, waarbij de hand wordt gebruikt om het mentale werk te verlichten, kunnen andere lichamelijke toestanden dienen als hulpmiddelen om het brein te helpen bij het onthouden en rekenen. De vraag die wetenschappers al lang bezighoudt, is niet alleen of het lichaam helpt, maar hoe het brein beslist wanneer het zijn interne geheugen gebruikt en wanneer het leunt op het lichaam om het zware werk te doen.
Een nieuwe studie door onderzoekers van Carnegie Mellon University en New York University onderzoekt deze afweging door te kijken naar hoe zowel apen als kunstmatige intelligentie-agenten door een virtuele wereld navigeren om een verborgen doel te vinden. De wetenschappers zetten een taak op waarbij een doel, zoals een gloeiende cirkel, kortstondig op een scherm verscheen en daarna verdween. De proefpersonen moesten onthouden waar het was en een joystick besturen om precies op die plek te stoppen, terwijl ze door een kenmerkloos virtueel landschap bewogen zonder oriëntatiepunten. Om te slagen, moest het brein een continue, bijgestelde schatting van de locatie van het doel bijhouden. De onderzoekers keken nauwlettend om te zien of de proefpersonen hun ogen zouden gebruiken om dat geheugen vast te houden. Ze ontdekten dat zowel de apen als de computeragenten spontaan begonnen om de onzichtbare doelwit te volgen met hun blik, waarbij ze hun ogen bewogen alsof het doel er nog steeds was, ook al ontvingen ze daar geen beloning voor. Dit gedrag was niet willekeurig; de richting van hun blik kwam nauw overeen met hun interne schatting van waar het doel zich bevond, wat suggereert dat de ogen fungeerden als een fysieke verlenging van het geheugen.
De onderzoekers vroegen zich vervolgens af wat dit gedrag aanstuurde. Ze vermoedden dat het brein pas naar het lichaam grijpt voor hulp wanneer het interne geheugen moeizaam of onbetrouwbaar is. Om dit te testen, creëerden ze kunstmatige agenten met verschillende niveaus van intern geheugencapaciteit. Sommige agenten hadden een sterk, helder intern geheugen, terwijl anderen werden voorzien van een "ruizig" of onbetrouwbaar geheugen, waardoor het moeilijker voor hen werd om de locatie van het doel in hun geest vast te houden. De resultaten waren opmerkelijk: de agenten met een perfect intern geheugen bewogen hun ogen nauwelijks om het doel te volgen. Maar naarmate het interne geheugen gebrekkiger werd, vertrouwden de agenten steeds meer op hun ogen, waarbij ze oogbewegingen gebruikten om de zwakte in hun interne verwerking te compenseren. Wanneer de onderzoekers deze agenten dwongen hun ogen stil te houden, daalde hun navigatieprestatie aanzienlijk, wat bewees dat de oogbewegingen werkelijk computationeel werk verrichtten. Dit suggere of het systeem niet vaststaat; in plaats daarvan verdeelt het dynamisch de taak van het onthouden tussen het brein en het lichaam op basis van welke bron op dat moment betrouwbaarder is.
Om te zien of dit principe van toepassing is op echte hersenen, bekeken het team opnames van de pariëtale cortex van macroque-apen, een hersengebied dat bekend staat om het verwerken van ruimtelijke informatie. Ze analyseerden hoe de neuronen de locatie van het verborgen doel representeerden. Ze ontdekten dat de strategie van het brein overeenkwam met de voorspellingen uit de computermodellen. Wanneer de geometrie van de taak het makkelijker maakte om het doel horizontaal met de ogen te volgen, vertrouwde het brein meer op de ogen voor die informatie, en vertoonden de neuronen een zwakkere, onafhankelijke representatie van het doel. Omgekeerd, voor verticale tracking, waarbij de ogen minder precies waren, vertrouwde het brein meer op zijn interne neurale toestanden. Dit geeft aan dat het brein informatie niet simpelweg op één plek opslaat; het verdeelt het geheugen over interne neurale toestanden en externe lichamelijke toestanden, waarbij het constant de belasting balanceert om de meest nauwkeurige resultaten te verkrijgen.
De studie onthult een fundamentele regel van intelligentie: het geheugen is niet beperkt tot het brein, maar is verdeeld over welke middelen dan ook beschikbaar zijn en het meest betrouwbaar zijn. Of het nu gaat om een primaat die door een virtueel bos navigeert of een computerprogramma dat leert te bewegen, het systeem beslist automatisch waar informatie wordt opgeslagen op basis van betrouwbaarheid. Als het interne geheugen wankel is, verplaatst het systeem de taak naar het lichaam. Als het lichaam onbetrouwbaar is, vertrouwt het systeem meer op het brein. Deze bevinding daagt het traditionele beeld uit dat de geest van het lichaam scheidt, en laat in plaats daarvan zien dat intelligent gedrag voortkomt uit een flexibele samenwerking tussen de twee, waarbij het lichaam niet slechts een uitvoerapparaat is, maar een actieve, essentiële component van het geheugen van de geest.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.