‚Number sense‘ entsteht aus der Erkenntnis der sichtbaren Objekte

Menschen und Tiere haben eine „number sense“, eine angeborene Fähigkeit, zu registrieren, die Anzahl der Objekte in einer Szene. Die neuronale Grundlage dieser Möglichkeit ist glaubte zu sein, was werden als die Anzahl von Neuronen, die reagieren auf bestimmte zahlen und fanden sich in menschlichen und tierischen Gehirnen. Forscher haben lange überlegt, ob diese Anzahl Neuronen gebildet sind, in das Gehirn nur durch die Fähigkeit, zu sehen—und wenn ja, wie. Nun, ein team von Forschern unter der Leitung von Professor Andreas Nieder der Universität Tübingen, Institut für Neurobiologie untersucht die Ursprünge der Zahl Sinne mit einem künstlichen neuronalen Netzwerk. Die Ergebnisse zeigen, dass es spontan durch das visuelle system, ohne jede Erfahrung in der Zählung. Die Studie erschien soeben in der neuesten Ausgabe der Wissenschaft Fortschritte.

Der Forscher begann durch die Ausbildung einer künstlichen „deep learning“ – Netzwerk zu erkennen, die abgebildeten Gegenstände wie Tennisbälle, Halsketten, Spinnen und Hunde. „Das Netzwerk-Modell basiert auf einer Architektur aufgebaut wie die frühen Entwicklungsstadium des menschlichen visuellen cortex,“ Andreas Nieder erläutert. „Es wurde dort entdeckt, dass Nervenzellen arbeiten zusammen in verschiedenen hierarchischen Ebenen, um die vision.“ Das künstliche Netzwerk erkannte Objekte auf der basis von 1.2 Millionen Bilder, die eingestuft wurden, in tausend Kategorien. Nach dieser Schulung wurde das Netzwerk in der Lage, zu klassifizieren, Tausende von neuen Bildern mit einem hohen Anteil an Erfolg.

Anzahl Sinn ergibt sich aus den bestehenden neuronalen Netzwerken

Das Netzwerk wird in zwei Teile. Einer dieser Extrakte Merkmale des Objekts aus den Bildern und wandelt diese in eine abstrakte Darstellung; der zweite Teil sortiert das Objekt in eine Kategorie auf der basis von Wahrscheinlichkeit. „Wir trennten die beiden Netzwerk-Teile und den ersten Teil präsentierten wir keine Fotos sind, sondern einfache dot-Muster von einem bis zu 30 Punkte,“ Nieder sagt. In den folgenden Zyklen der Versuch, die Muster wurden wiederholt mit unterschiedlichen dot-Muster und-dichten. Dann haben die Forscher analysiert, ob die Netzwerk künstlicher Neuronen reagierten auf die gleiche Anzahl der Punkte, die unabhängig von anderen Eigenschaften. „Fast zehn Prozent der künstlichen Neuronen, die hatte, jeder spezialisiert auf eine bestimmte Anzahl, obwohl das Netz wurde nie trainiert, zu unterscheiden zwischen den zahlen. Das Netzwerk hatte sich spontan entwickelt sich ein Sinn für zahlen“, sagt Nieder.