A aprendizagem enquanto fenômeno que ocorre em um estado crítico

Learning as a phenomenon occurring in a critical state
Lucilla de Arcangelis & Hans J. Herrmann 2010
http://nba.uth.tmc.edu/homepage/cnjclub/2010Spring/March_30_JC_1.pdf

Abstract. Recentes medições fisiológicas forneceram evidências claras sobre a atividade cerebral em avalanche, livre de escalas, e espectros de EEG, alimentando o clássico enigma sobre como um sistema caótico algum dia pode aprender ou responder de uma maneira controlada e reprodutível. Os modelos de aprendizagem, como redes neurais e perceptrons, tradicionalmente evitaram essas fortes flutuações. Inversamente, nós propomos que a atividade cerebral, tendo características típicas de sistemas em ponto crítico, representa um ingrediente crucial da aprendizagem. Apresentamos aqui um estudo que fornece idéias singulares para a compreensão do problema. Nosso modelo é capaz de reproduzir quantitativamente o estado crítico observado experimentalmente do cérebro e, ao mesmo tempo, aprende e lembra regras lógicas, incluindo a OR exclusiva, que trouxe dificuldades a diversas tentativas anteriores. Nós implementamos o modelo em uma rede com propriedades topológicas próximas à rede de funcionalidade de cérebros reais. A aprendizagem ocorre através da adaptação plástica das potências sinápticas e exibe características universais. Nós descobrimos que o desempenho de aprendizagem e o tempo médio exigido para a aprendizagem são controlados pela potência da adaptação plástica, de certa maneira independente da tarefa específica atribuída ao sistema. Mesmo regras complexas podem ser aprendidas dado que a adaptação plástica seja suficientemente baixa.