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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月31日(土)11時48分20秒 p198.net059084013.tnc.ne.jp
返信・引用
  (4)知性が宿る大脳新皮質。1~6

  6、このような回路を使って、
                  ミニコラムが何を処理しているのかはよくわかっていません。

ただし、大脳新皮質を観察すると、視覚を処理する領野、聴覚を処理する領野、
運動を制御する領野、声を聞いたり、話したりする領野はもちろん、未来を予想したり、
数学の問題を解こうとしたり、チェスの盤面から戦局を判断するところといった、
あらゆる領野でこのミニコラムやコラムの構造が見られます注2)。
このことからも、コラムが大脳新皮質における情報の基本単位であり、
かなり万能なモジュールであることがわかります。
その構成要素であるミニコラムがわずか100個程度のニューロンから成り立っているとは、
驚くべきことです。

注2)ただし、領野によって、コラム中の各層の厚みは異なります。
     たとえば1次視覚野ではIV層が厚く、
     1次運動野ではIV層がほとんどないかわりにV層が非常に厚いといった具合です。

Θ 新皮質は単一の仕組みで動作。
今回は、ヒトの知性の源といっても過言ではない、大脳新皮質について説明しました。
大脳新皮質は、他の動物と比べてヒトで特別発達している部位であり、
であるがゆえにヒトは高度な知性を持っていると考えられています。

大脳新皮質はさまざまな機能をもつ多数の領野から構成されていますが、
一方で生理学的にはかなりのっぺりとした、どこを見ても同じモジュール(コラム)が、
続く均一な構造をしています。このことから、大脳新皮質は何か単一の仕組みで動作していると、
考えられますが、いまだにそのメカニズムについては不明な点が多く残されています。

とはいえ、判明していることもかなり増えてきました。
話題のディープラーニングと関連が深い点もあり、今後の回で追々触れていきましょう。

Θ 参考文献。
1)Jones, E. G. “Microcolumns in the cerebral cortex,”
   Proc Natl Acad Sci, 2000;97(10):5019?21

2)Johansson, C., Lansner, A.,
    “Towards cortex sized artificial neural systems,”
   Neural Networks, Vol. 20 #1, pp.48?61, Elsevier, January 2007。

3)Peters, A., Sethares,C., “Myelinated axons and the pyramidal
    cell modules in monkey primary visual cortex.
    J. Comp. Neurol.;1996, 365(2);232-55。

※ 来年は、(4)が、終わりですから、、、
           (5)間脳や大脳基底核を観察。1~5
             1、脳の動作を読み解くヒントが得られます。です  
 
 

Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(113)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月31日(土)07時03分22秒 p141.net059084007.tnc.ne.jp
返信・引用
  (84)[Windows 10]ロック画面の背景を変更したい。1~2

  2、Windowsスポットライトはマイクロソフトが提供するきれいな画像を自動で変更する機能。

左上に「気に入りましたか?」と表示され、好みかそうでないかを送信できる。

画1、「画像」の設定画面。
     「サインイン画面にWindows の背景画像を表示する」とあるのは、
      デスクトップの背景ではなくWindows 10 のロゴの画像。無効だと単色になる。

画2、スライドショーには「詳細設定」がある。
     カメラロールフォルダーを含めるかどうか、画面にフィットする画像を使うかなどを指定する。

※ 来年の始めは(84)が、終わりですから、、、
                (85)[Windows 10]解像度を変更して見やすくしたい。1~2
                  1、モバイルノートPCだと、10~12型の液晶パネルで、
                       フルHD 解像度(1920×1080ドット)をサポートするモデルが主流だ。です

http://8823.teacup.com/tanuki/bbs
.  
 

脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月30日(金)14時12分14秒 p229.net059084004.tnc.ne.jp
返信・引用
  (4)知性が宿る大脳新皮質。1~6

  5、次回は円柱内や他の領野とやりとり。

ここまでを整理すると、大脳新皮質は、コラムという縦長の柱のような構造が、
びっしり密集して1枚のシート状の組織になったものと言えます。細かく見ると、
一つのコラムの中には、小さなミニコラムがたくさんあり、
ミニコラムは6層から構成されているわけです。

次にミニコラムの内部の6層構造を、他の層や領野との信号のやりとりに注目して、
詳しく見て行きましょう(図5)。一番表面に近いI層(分子層)には、
ほとんど神経細胞がありません(神経細胞については第3回参照)。
神経細胞から出た樹状突起や軸索が張り巡らされているのみです。次のII層とIII層は機能が似ていて、
主にIV層から入力を受け取り、大脳新皮質の他の領野に出力を送っています(「投射」といいます)。
II層(顆粒細胞層)には比較的小型で丸い形をした顆粒細胞(granule cell)と呼ばれる細胞が多く、
III層(外錐体細胞層)は三角形のような形をした錐体細胞(cone cell)が多いです。
なお、I層に広がっている樹状突起は、
II層やIII層の錐体細胞から伸びていったもので、他の領野とのやりとりに使われています。

図5、ミニコラムを構成する6層間の信号の流れ。

II層やIII層に信号を送り出すIV層は、大脳新皮質のほかの領野からではなく、新皮質の外部、
主に視床からの入力を受け取っています。いわば、ここが大脳新皮質の入力を担当している部分です。
同時に、わずかではありますがIV層から他の領野へ直接出力を送ってもいます。
IV層には有棘星状細胞(spiny stellate cell)や星状錐体細胞(star pyramid cell)が多いです。

次のV層、VI層は、IV層とは逆に視床に対して出力を送っているところです。
つまり大脳新皮質の出力部分に当たります。

各層の入出力が、他の領野や新皮質の外部とどういう関係になっているのかを示したのが図6です。
視床からIV層に入力された情報は、II/III層で処理されて上位の領野に送られます。
一方で、II/III層とV/VI層の出力は下位の領野のI層やV層にも送られ、
一種のフィードバック回路を構成しています。また、外部とのやりとりに着目すると、
新皮質は視床や大脳基底核からの入力を受け取り、処理結果をまた戻しています。

図6、領野間の信号のやりとり。
     ある領野のミニコラムが、上位と下位の領野のミニコラムにどう接続されているかを示しました。
     代表的な経路のみを示してあり、実際にはかなり複雑な回路になっていることに注意してください。

※ 次回は … 6、このような回路を使って、
                  ミニコラムが何を処理しているのかはよくわかっていません。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(113)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月30日(金)12時19分9秒 p229.net059084004.tnc.ne.jp
返信・引用
  (84)[Windows 10]ロック画面の背景を変更したい。1~2

  1、Windows 8 から、PCを起動して最初に表示されるのは「ロック画面」になった。

スタートメニューのアカウントメニューから「ロック」をクリックしても、
このロック画面が表示される。壁紙ほどではないにせよ、頻繁に目にするものだけに、
自分の好きな画像を貼り付けて楽しみたい、と考えるユーザーもいるだろう。

ロック画面は背景画像とは独立して設定する。先の背景画像と同じ画面で設定できる。
背景画像と異なるのは「Windowsスポットライト」があり、「単色」がないこと。
また、スライドショーでは、背景画像よりも設定項目が増えている。
カレンダーや天気、メールなどアプリからの通知を表示させる選択が可能だ。

画1、設定を「パーソナル設定」→「ロック画面」とたどると、ロック画面を変更できる。
     選択肢は「Windowsスポットライト」「画像」「スライドショー」の3つ。

画2、通知を出すアプリを指定できる。「状態の詳細」と「簡易ステータス」の2 種類がある。

※ 次回は … 2、Windowsスポットライトはマイクロソフトが提... 。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月29日(木)17時59分37秒 p002.net059084001.tnc.ne.jp
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  (4)知性が宿る大脳新皮質。1~6

  4、大脳新皮質の断面。

Ⅰ 分子層(molecular layer)
Ⅱ 外顆粒層(external granular layer)
Ⅲ 外錐体細胞層(external pyramidal layer)
Ⅳ 内顆粒層(internal granular layer)
Ⅴ 内錐体細胞層(internal pyramidal layer)
Ⅵ 多型細胞層(polymorphic layer)

図4は大脳新皮質の断面を拡大したものです。左右の図の一番上の層がI層。
左側の「Layer of small pyramidal cells」がII層とIII層にあたり、
このうち右側にある「Band of Bechterew」がII層です。
左側の「Layer of large pyramidal cells」はIV層とV層を表しており、
右側の「Outer band of Baillarger」がIV層、
「Internal band of Baillarger」がV層にそれぞれ含まれます。
これらの下にあるのがVI層です。

図4、大脳新皮質の6層構造のスケッチ。
     左は細胞染色の結果で、右は繊維構造を表しています。
      (図:Gray, H., Gray’s Anatomy of the Human Body,1918)

各層が具体的に何をしているのかについては謎が多いのですが、主にVI層に視床からの入力があり、
V、VI層から視床への出力があるといった傾向があります(詳しくは後述)。
また、場所によってある層が厚く、ある層は薄いといった傾向も見られます。
ブロードマンの脳地図も、6層構造の不均一性をヒントにして分類したものです。

それぞれの層は水平方向へ広がっていますが、これとは垂直の縦方向にも、一定の構造が見られます。
ミニコラムと呼ばれる円柱(column)状の構造で、直径が25~40μmほどの大きさです1)。
人間の大脳には約200億個のニューロン、2億個のミニコラムがあると見積もられています2)。
つまり、1つのミニコラムの中には、だいたい100個くらいのニューロンが含まれる計算です。

さらに、このミニコラムが100個ほど集まって、コラム(機能円柱)を構成しているといわれています3)。
「いわれている」というのは、ミニコラムとコラムの関係がまだ明確にわかってないためです。
ただ、1つのコラムに含まれるミニコラムは、似た刺激に対して反応するので、
コラムが大脳新皮質の処理における最小単位だといえそうです。
このため、コラムがどのような仕組みで、何を処理しているのかがわかれば、
大脳新皮質のかなりの部分を再現できるかもしれません。もっとも、今のところそれは難しく、
かなりわかってきた部分もあるとはいえ、まだまだ謎が多いというのが実情です。

※ 次回は … 5、次回は円柱内や他の領野とやりとり。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(113)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月29日(木)16時01分22秒 p002.net059084001.tnc.ne.jp
返信・引用
  (83)[Windows 10]スタートメニューなどのアクセントカラーを変えたい。1~1

  1、Windows 10 では、スタートメニューの、、、。

アイコンやタイルのベースの色、「設定」のアイコンの色などを「アクセントカラー」と呼んでいる。
この色はカスタマイズ可能だ。この項目も背景画像やロック画面の設定と同じ場所にある。

画1、「設定」→「パーソナル設定」→「色」でアクセントカラーを設定する。

標準では「背景から自動的にアクセントカラーを選ぶ」になっており、
例えば背景をスライドショーにしていると画像が変わるたびにアクセントカラーも変わる。
「スタート、タスクバー、アクションセンター、タイトルバーに色を付ける」はその名の通りで、
標準では黒のところにアクセントカラーをベースにした色が付く。
「透明にする」はうっすら背景が透ける程度だ。

画2、標準では背景画像の色合いに応じて、
     自動的に変わる設定になっている。似た色が選ばれるようだ。

画3、自動で選ぶ機能を無効にすると、カラーパレットの中から自分で選べるようになる。
     黒や白はない。

画4、「自動」のうえ、タスクバーやスタートメニューにも色を付けて透明にした画面。
     スライドショーを設定しておけば、常に違う色合いが楽しめる。

※ 次回は、(83)が、終わりですから、、、
           (84)[Windows 10]ロック画面の背景を変更したい。1~2
             1、Windows 8 から、
                  PCを起動して最初に表示されるのは「ロック画面」になった。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月28日(水)10時52分41秒 p204.net059084009.tnc.ne.jp
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  (4)知性が宿る大脳新皮質。1~6

  3、複数のつながった領野は、感覚器から入ってくる信号を、、、。

複数のつながった領野は、感覚器から入ってくる信号を段階的に処理していると考えられています。
一例として、図3に脳の腹側皮質視覚路(ventral stream)を示しました。
ものを見たときに、それが何かを判断するために重要な経路です。
目でリンゴを見て、それがリンゴだとわかるのは、この経路のおかげです。
腹側皮質視覚路では、
目からの信号を受けた外側膝状体(LNG:lateral geniculate nucleus)から、
まず後頭部にあるV1(ブロードマンの脳地図の17野)に信号が入力されます。
V1が処理した結果は、次に2次視覚野(V2、18野)に入ります。V2でまた情報処理がされ、
次は4次視覚野(V4)に入力され、次に…といった具合に、どんどん上位の領野に、
情報が転送されていきます。ちなみに、3次視覚野(V3)は、視覚に関わるもう一つの経路、
背側皮質視覚路に属しており、動きの判断のために働いているため、ここでは出てきません。

図3、腹側皮質視覚路。
     右側は腹側皮質視覚路にある領野間の信号の流れを示した模式図。
     それぞれの領野は、左側の図の同じ色の場所にあります。ただしV4は本来脳の内側にあり、
     外からほとんど見えないですが、この図ではかなり誇張して描いてあります。
     (図:Gray, H., Gray’s Anatomy of the Human Body,1918を基に加筆)

この経路では、下位にある層ほど単純な情報を扱い、
上位の層ほど複雑な情報を扱えるようになっています。
V1が単純な線の傾き程度しか認識できないのに対し、V2は線を組み合わせたコーナーの判断ができ、
V4ではさらに複雑な模様や色がわかるようになり、上位のTE野では顔や手などの、
非常に複雑な形状の物が認識できることがわかっています。
このように、いくつもの段階を踏んで次第に複雑な情報を扱っていくのが、
視覚に限らず大脳新皮質の基本的な仕組みだと考えられています。
詳しくは、「五感」や「視覚野のモデル」の回などで触れたいと思います。

Θ 6層から成る微小円柱の集まり。
ここまでは、大脳新皮質の大きな構造の話でした。
ここからは、大脳新皮質を細かく見たときの構造を説明していきます。
大脳新皮質は、どの部分でも6つの層を重ねた構造をしています。
それぞれの層には、脳の表面から深部に向かう順に次の名前が付いています。

※ 次回は … 4、大脳新皮質の断面。です

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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(113)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月28日(水)09時02分37秒 p204.net059084009.tnc.ne.jp
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  (82)[Windows 10]スクリーンセーバーを変更したい。1~1

  1、かつてのスクリーンセーバーは、同じ画面を表示し続けることで、、、。

ディスプレイに発生する「画面の焼き付き」を防ぐための機能だった。
現在は、ロック画面や壁紙と同様、作業していないときに目を楽しませる役割も担っている。

Windows 10においてスクリーンセーバーの設定項目にたどり着く方法はいくつかある。
「ロック画面」の設定項目の一番下から呼び出すほか、
コントロールパネルの「デスクトップのカスタマイズ」→「スクリーンセーバーの変更」で呼び出す、
検索蘭に「スクリーンセーバー」と入力して呼び出すなどがある。
設定できる機能は、Windows 7 やWindows 8/8.1と同じだ。

画1、「設定」→「パーソナル設定」→「ロック画面」の下にスクリーンセーバーの設定画面を、
     呼び出すところがある。上の「スクリーンタイムアウト設定」は電力管理の項目だ。

画2、スクリーンセーバーはプルダウンメニューから選択できる。
     「設定」をクリックすると、そのスクリーンセーバーで利用できる設定項目を表示する。

画3、「3Dテキスト」や「写真」は設定項目がある。

※ 次回は、(82)が、終わりですから、、、
           (83)[Windows 10]スタートメニューなどのアクセントカラーを変えたい。1~1
             1、Windows 10 では、スタートメニューのアイコンや、、、。です

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脳から始める汎用AI (1)~ (15)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月27日(火)21時05分8秒 p162.net059084005.tnc.ne.jp
返信・引用
  (4)知性が宿る大脳新皮質。1~6

  2、機能の違う多くの領域に。

それぞれの大脳葉の中も、違う役割を担ういくつもの部分に分かれています。
図2は、脳回を基準にして、おおまかな役割の違いで新皮質を色分けしたものです。

図2、場所ごとに違う役割。
     脳回を基準に大脳新皮質を色分けしました。それぞれの部分が違う役割を担います。
     (図:Gray, H., Gray’s Anatomy of the Human Body,1918を基に加筆)

それぞれの脳回も、さらに細かく分かれます。例えば前頭葉にある下前頭回は、
弁蓋部・三角部・眼窩部から成っています。このうち弁蓋部と三角部は、口で話す、
手話で話すといった、言語を生み出すことに対して重要な役割を果たしており、
運動性言語中枢と呼ばれます。一般にはブローカ野と呼ばれており、
その役割についても後の回で詳しく述べます。
このほかにも、頭頂葉の下頭頂小葉は、縁上回・角回に分かれるなどの例があります。

このように脳の領域を細かく分類した研究成果として有名なのが「ブロードマンの脳地図」です。
ドイツのコルビニアン・ブロードマン(Korbinian Brodmann, 1868~1918)が脳細胞を染色して、
似た構造の部分を一まとまりと考え、全体を52の領野に区切りました。
FMRIなどの脳イメージング技術でさらに細かい脳の働きがわかる今日では、
ブロードマンの脳地図はさらに細かい領野に分かれることがわかっています。それでも、
一般に脳の部位を指す時は、今でもブロードマンの脳地図をもとに呼ぶことが少なくありません。
各領野には1~52までの番号が振られており、同時に名前も付いています。
たとえば、17野は一次視覚野(V1)とも呼ばれる、というように。

Θ 多段構成で処理を進める。
各領野は互いに連携して情報処理をしていることや、
近くにある領野同士はおおむね相互に接続されていることがわかっています。
まれに遠くにある領野同士が接続していることもありますが。

※ 次回は … 3、複数のつながった領野は、感覚器から入ってくる信号を、、、。です
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Q&A で 分かる Windows 10 。(1)~(113)

 投稿者:“ た ぬ き(1)”  投稿日:2016年12月27日(火)17時00分45秒 p162.net059084005.tnc.ne.jp
返信・引用
  (81)[Windows 10]背景画像を変更したい。1~1

  1、Windows 10では「設定」→「パーソナル設定」で背景画像を変更する。

選択できるのは「画像」「単色」「スライドショー」だ。
設定画面中にプレビューが出るため、イメージをつかみやすくなった。

画1、背景画像の設定は「設定」→「パーソナル設定」→「背景」とたどる。
     「画像」「単色」「スライドショー」が選べる。

画像は、その名の通り、指定の画像を背景にするもの。
最初から入っている画像のほか、任意の画像を選択できる。これまで通り、
画面に合わせる、並べる、中央に表示などが選べる。単色は任意の1色を選んで表示する。

画2、画像や単色では選択したら即反映される。スライドショーは変更間隔などを設定可能だ。

スライドショーは指定したフォルダーの画像を順番に表示する。
画像表示の間隔やシャッフルするか否かを設定できるほか、
バッテリー使用時でもスライドショーを許可するかどうかという、
バッテリー駆動時間に配慮した設定ができるようになっている。

※ 次回は、(81)が、終わりですから、、、
           (82)[Windows 10]スクリーンセーバーを変更したい。1~1
             1、かつてのスクリーンセーバーは、同じ画面を表示し続けることで、、、。です

http://8823.teacup.com/tanuki/bbs
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