19日目:非人工ニューラルネットワーク(NNN)


2回生のダイセンです。
先日のRCCクリスマス会で貰ったポップコーンメーカーが便利で最近は夕食がポップコーンになりがちです。誰か俺を止めてください。

自分は現在RCCのディープラーニングを学ぶプロジェクトに所属しており、よくわからない魚が表紙を飾るお馴染みの本で基礎的な理論を勉強してます。
そこでニューラルネットワークだとか人工ニューロンと言った内容を読んでいるうちに
そもそもここで実装しようとしているヒトのニューロンてどんなものよ?
と気になったので、高校1年生の生物基礎すらほとんど覚えていない自分が、人間に備わるニューロンについて調べてみました。

※この記事はディープラーニングの理解を助けるものでもなければ、情報系の内容を扱ったものですらありません

ニューロン/ニューラルネットワークとは

ニューロン(神経細胞)というのは情報の伝達を行う特殊な細胞であり、生物の体中に無数に存在しています。動物の脳のネットワークは計算能力を持つニューロンが大量に繋がって構成されています(人間で推計20億個)。
計算機上で動作するニューラルネットワークを人工ニューラルネットワーク(artificial neural network:ANN)と言うならこちらはnatural neural network :NNNでしょうか。

出典:玉川大学 脳科学研究室「ニューロンの構造」
http://www.tamagawa.ac.jp/teachers/aihara/kouzou.html

他のニューロン達から樹状突起へと複数の電気刺激が入力され、細胞体の内部で活動電位が生じ、軸索を通じて出力され、また他のニューロンへと伝わっていきます。
個々のニューロンには大した計算能力はありませんが、それらが秩序を持って繋がることで複雑な計算を可能にしているわけです。

これはディープラーニングでも同様で、簡単な計算をするノードを複数繋げることで画像分類器だったりプロ棋士に勝てるほどの将棋AIが作り上げられています。
ディープラーニングを勉強したことがない人でもこんな図は見たことあるんじゃないでしょうか。

よく見るニューラルネットワークの図

入力刺激を処理し、活動電位を発生させ、他の細胞に情報を伝達する細胞をひとまとめにニューロン(神経細胞)と呼びますが、ニューロンにも光や機械的刺激などに反応する感覚細胞や、筋繊維に出力する運動神経の細胞などの種類があります。
どんな細胞が、どんな信号を受け、どんな働きをすることで人間の思考・感情ができあがっているのかを扱う脳科学の分野はまだまだ謎だらけですが、それもいずれは解き明かされ、人間が人間の脳と同じもの、またはそれ以上のものを作り上げる未来が訪れるのでしょうか。

 ニューロン関係の驚いたお話

最後に、ニューロンについて調べている途中にたまたま見つけて驚いた話を1つ紹介しておきます。

「脳に存在するニューロンは計算能力を備えているという点で特別であり、指先や舌や目に存在するニューロンから伝わってきた信号は全て脳だけで計算されている。」というのがこれまでの通論でした。
しかし、2014年にスウェーデン・ウメオ大学の研究チームから「指先に備わり物質との接触があった際に機能する末梢ニューロンが大脳皮質に存在しているニューロンと同様の計算処理を行っている」という驚きのNew論が発表されました。
その研究論文はここから読むことができます。
https://www.nature.com/articles/nn.3804

よく「CPUは人間で言う所の脳みそだ」なんて例えたりしますが、この研究結果によると人間は全身が入力装置でありCPUであるってことになりますね。

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19日目:非人工ニューラルネットワーク(NNN) への1件のフィードバック

  1. RCC_member のコメント:

    よく「CPUは人間で言う所の脳みそだ」なんて例えたりしますが、この研究結果によると人間は全身が入力装置でありCPUであるってことになりますね。

    この言葉深いですね!

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