脳は非線形である
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私たちの脳は、約千億もの神経細胞からなる複雑で巨大なネットワーク。
そこでは、神経細胞(ニューロン)が非線形な相互作用を通じて結合して、スパイク発火と呼ばれる電気的な信号を送りあっている。 これにより高度な情報処理と、極めて柔軟で効率的な学習を実現している。
この、ニューロンの発火パターンは、あるパラメータを少し変えただけでガラッと変わると言われている。
ニューロンは規則的に発火するだけでなく,膜電位あるいは刺激の強さや周波数に依存して不規則に発火する。
この不規則な発火はカオスと呼ばれる決定論的な力学則に従う非周期振動である。
つまり、まとめると以下のようになる。
入力と出力の関係が単純ではない
脳への入力(刺激)の大きさと、それに対する出力(反応)の大きさが比例しない。つまり、線形ではない。
小さな刺激が大きな反応を引き起こしたり、逆に大きな刺激でも反応が小さくなったりすることがある。
カオス的な振る舞い
脳の活動には、カオス的な性質が見られる。
つまり、初期条件のわずかな違いが、大きく異なる結果をもたらす可能性がある。
創発的なコラボ
脳の高次機能(意識、思考、感情など)は、個々のニューロンの性質からは単純に説明できない。
これらの機能は、ニューロンの相互作用から創発的に生み出されると考えられている。
連想