O cérebro superajustado os sonhos evoluíram

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RESUMO
INTRODUÇÃO sonho noturno e que a privação de sonho é altamente prejudicial 
para os animais2 ; de fato, o sonho é regulado homeostaticamente, 
de modo que até parece haver um "impulso onírico".3 Além disso, o 
sonho é conservado em muitas espécies,4 indicando um propósito 
evoluído essencial. resolução. A “teoria nula” de que os sonhos são 
subprodutos de outras adaptações,6 ou “pandrels” biológicos,7 ou 
sono e sonhos são adaptativos apenas porque impedem
No entanto, sonhar é tão pouco compreendido que só pode haver respostas 
especulativas para o porquê dessa mudança generalizada no comportamento 
onírico. Isso ocorre apesar do fato de que os humanos passam horas a cada
O QUADRO MAIOR Sonhar permanece um mistério para a neurociência. Embora várias hipóteses de por que os cérebros 
desenvolveram sonhos noturnos tenham sido apresentadas, muitas delas são contrariadas pela natureza esparsa, alucinatória e 
narrativa dos sonhos, uma natureza que parece carecer de qualquer função específica. Recentemente, pesquisas sobre redes neurais 
artificiais mostraram que, durante o aprendizado, essas redes enfrentam um problema onipresente: o de superajuste a um conjunto 
de dados específico, o que leva a falhas na generalização e, portanto, no desempenho em novos conjuntos de dados. Notavelmente, 
as técnicas que os pesquisadores empregam para resgatar redes neurais artificiais superajustadas geralmente envolvem amostragem 
de um conjunto de dados aleatório ou fora de distribuição. A hipótese do cérebro superajustado é que os cérebros dos organismos 
também enfrentam o desafio de se ajustar muito bem à sua distribuição diária de estímulos, causando superajuste e generalização 
deficiente. Ao alucinar a estimulação sensorial fora de distribuição todas as noites, o cérebro é capaz de resgatar a generalização de 
suas habilidades perceptivas e cognitivas e aumentar o desempenho da tarefa.
Durante a pandemia de Covid-19 de 2020, muitos dos que estavam 
isolados relataram um aumento na vivacidade e na frequência de 
seus sonhos,1 levando a #pandemicdreams a uma tendência no Twitter.
O cérebro superajustado: os sonhos evoluíram 
para ajudar na generalização
Padrões 2, 14 de maio de 2021 ª 2021 O(s) 
autor(es). 1 Este é um artigo de acesso aberto sob a licença CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Erik Hoel1, 
1Allen Discovery Center, Tufts University, Medford, MA, EUA 
* Correspondência: erik.hoel@tufts.edu https://doi.org/10.1016/
j.patter.2021.100244
Análise
ACESSO LIVRE
A compreensão da função biológica evoluída do sono avançou consideravelmente na última década.
No entanto, nenhuma compreensão equivalente dos sonhos surgiu. As teorias neurocientíficas contemporâneas frequentemente 
veem os sonhos como epifenômenos, e muitas das propostas para sua função biológica são contrariadas pela própria 
fenomenologia dos sonhos. Agora, o recente advento das redes neurais profundas (DNNs) finalmente forneceu a nova estrutura 
conceitual para entender a função evoluída dos sonhos.
Notavelmente, todos os DNNs enfrentam o problema de superajuste à medida que aprendem, que é quando o desempenho 
em um conjunto de dados aumenta, mas o desempenho da rede falha em generalizar (geralmente medido pela divergência de 
desempenho em conjuntos de dados de treinamento versus teste). Esse problema onipresente em DNNs geralmente é resolvido 
por modeladores por meio de "injeções de ruído" na forma de entradas ruidosas ou corrompidas. O objetivo deste artigo é 
argumentar que o cérebro enfrenta um desafio semelhante de overfitting e que os sonhos noturnos evoluíram para combater o 
overfitting do cérebro durante seu aprendizado diário. Ou seja, os sonhos são um mecanismo biológico para aumentar a 
generalização por meio da criação de entradas sensoriais corrompidas da atividade estocástica em toda a hierarquia das 
estruturas neurais. A perda de sono, especificamente a perda de sonhos, leva a um cérebro superajustado que ainda pode 
memorizar e aprender, mas falha em generalizar adequadamente. Aqui esta "hipótese do cérebro superajustado" é explicitamente 
desenvolvida e então comparada e contrastada com as teorias neurocientíficas contemporâneas dos sonhos existentes. As 
evidências existentes para a hipótese são pesquisadas tanto na neurociência quanto no aprendizado profundo, e um conjunto 
de previsões testáveis é apresentado que pode ser buscado in vivo e in silico.
eu
*
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http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
mailto:erik.hoel@tufts.edu
https://doi.org/10.1016/j.patter.2021.100244
Análise
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2 Padrões 2, 14 de maio de 2021
A fenomenologia dos sonhos é diferente daquela da experiência de 
vigília.13 No entanto, poucas teorias contemporâneas explicam 
adequadamente a fenomenologia dos sonhos, particularmente seu conteúdo 
esparso, alucinatório e narrativo. Qual é o propósito desse estranho estado? 
O fato de que o sono em geral tem alguma relação com o aprendizado já 
era conhecido até mesmo pelo orador romano Quintiliano . , ainda veem os 
próprios sonhos como epifenômenos.
Qual é o propósito geral evoluído ou função do sono? A evidência de 
estados fisiológicos distintos provocados pela neuromodulação sugere que 
responder a isso requer a identificação de múltiplas funções, particularmente 
para o sono sem sonhos versus o sonho.
Na Árvore da Vida, o sono como um todo é altamente conservado; a maioria 
dos mamíferos passa entre 4 e 20 horas dormindo.26 Há até evidências de 
que Caenorhabditis elegans dorme.27 Nas últimas 2 décadas, houve um 
progresso significativo quando se trata de compreender a função evoluída 
do sono como um todo, embora isso tenha não tem sido verdade para os 
próprios sonhos.
teoria na medida em que gerou uma série de novos
Até onde se sabe, sonhar com é um estado cerebral em que o cérebro 
está experimentando uma única narrativa ou evento, que é apoiado pela 
ativação da rede de modo padrão durante o sonho.22 Considere, por 
exemplo, a evidência a partir de experimentos de despertar repentino que a 
atividade de frequência mais alta no lobo frontal previu o afeto emocional 
dentro do sonho do sujeito.23 Ou considere a evidência de que durante o 
sonho lúcido, a atividade é semelhante aos movimentos de vigília no córtex 
sensório-motor.24 Apesar das nuances e redundâncias de Com os sistemas 
corticais em jogo, ainda faz sentido ver a mudança do sono sem sonhos 
para o sonho como ocorrendo por meio de um sistema neuromodulador 
em todo o cérebro que regula o nível de consciência, como pelo aumento 
do disparo de neurônios contendo acetilcolina durante o REM. Os sistemas 
neuromoduladores também criam as condições de atonia muscular durante 
o sonho, sem as quais os sonhos podem ser representados pelo corpo 
durante o sono, uma parassonia perigosa chamada distúrbio comportamental 
do sono REM.25
É notável que aproximadamente 50% a 70% das vezes os indivíduos 
relatam ter um sonho após um súbitodespertar durante o sono, com mais 
sonhos sendo relatados mais tarde durante a noite.10,11 Relatos daqueles 
que mantêm diários regulares de sonhos, ou que passam o tempo todas as 
manhãs relembrando sonhos, indicam que a preservação de uma memória 
de sonhos aumenta significativamente com a prática.12 Tudo isso sugere 
que os indivíduos podem subestimar regularmente quanto tempo realmente 
gastam sonhando durante o sono.
Outra teoria importante sobre a finalidade do sono é a Hipótese da 
Homeostase Sináptica (SHY).30 De acordo com SHY, o aprendizado diário 
leva à potencialização sináptica líquida em todo o cérebro, que, se não for 
controlada, levaria a uma saturação do peso sináptico e a uma cessação da 
aprendizagem.31 SHY levanta a hipótese de que as ondas lentas 
desencadeiam uma redução dos pesos sinápticos em todo o cérebro. Essa 
redução indiscriminada garante que os pesos relativos das sinapses sejam 
mantidos proporcionais enquanto remove o risco de saturação. SHY tem 
servido como um modelo neurocientífico
particularmente durante o REM, os sonhos podem se tornar incrivelmente 
complexos com uma estrutura narrativa totalmente desenvolvida.21 Portanto, 
embora a história de sonhar ocorrendo apenas durante o REM tenha sido 
complicada, é verdade que eles ainda estão associados.
organismos se movam durante períodos aos quais não estão adaptados, 
como garantir que os animais diurnos fiquem inativos durante a noite,8,9 
ainda são levados a sério.
Esta falta de teorias viáveis sobre por que os animais sonham contrasta 
com o quanto se sabe sobre a fisiologia do sono e seus estágios . conjunto 
de sistemas neuromoduladores subcorticais, sem a necessidade de nenhum 
sistema, indicando redundância na forma como o estado de vigília é 
sustentado.16 Em geral, esse sistema de excitação multifacetado é 
excitatório durante a vigília, pois tem o maior disparo e torna-se mais inativo 
para trazer sobre o sono, embora isso não seja verdade para todos esses 
sistemas, especialmente aqueles que estabelecem o movimento rápido dos 
olhos (REM).
Primeiro, uma nova descoberta levou a um propósito claro para pelo 
menos um aspecto do sono. Esta foi a descoberta do sistema glifático do 
cérebro, mostrando que o sono envolve a liberação de metabólitos em todo 
o cérebro com líquido cefalorraquidiano.28 Isso levou à teoria de que o 
sono, especialmente durante a atividade de ondas lentas, tinha o objetivo 
de eliminar os resíduos e isso está, pelo menos em parte, por trás do 
aspecto restaurador do sono. A atividade glinfática na forma desse rubor é 
baixa na vigília, mas alta durante o sono e sob certos tipos de anestesia. No 
sono e também sob anestesia, a maior quantidade de rubor ocorre durante 
o sono de ondas lentas, quando a potência delta de baixa frequência domina 
o EEG,29 indicando que pode ser anticorrelacionado com o sonho, embora 
isso não tenha sido explicitamente estabelecido. Os sonhos ainda podem 
ocorrer durante esses eventos de descarga; na verdade, não se sabe se a 
função dos sonhos pode mudar dependendo dos estágios do sono ou das 
condições neurofisiológicas de fundo.
Uma assinatura clássica do sono são as ondas lentas, que são ondas de 
atividade que atravessam o córtex, que podem ser identificadas quando a 
frequência dominante do eletroencefalograma (EEG) é inferior a 1 Hz. Nesse 
estado, o córtex torna-se biestável, oscilando entre períodos de disparo 
intenso e períodos frequentemente referidos como "estados para baixo", 
nos quais os neurônios estão silenciosos. Em geral, deve-se notar que há 
um espectro em que, às vezes, uma região do cérebro está experimentando 
sono de ondas lentas e isso não está sincronizado com outras regiões.17 
Isso ocorre apesar do fato de que o próprio sono é tradicionalmente dividido 
em não-REM (NREM) e sono REM, sendo o sono REM mais associado a 
sonhos do que o sono NREM. No entanto, há evidências de que o sonho 
ocorre regularmente durante a noite, em diferentes estágios do sono,18 
embora seja mais raro no estágio "mais profundo" do NREM, estágio 3, em 
que o EEG de superfície reflete ondas corticais lentas de baixa frequência. 
Recentes experimentos de neuroimagem e despertar súbito demonstraram 
que todos os estágios do sono podem ter sonhos, que são o resultado de 
disparos localizados semelhantes ao despertar.19 Em média, sinais de EEG 
de alta frequência em áreas posteriores do cérebro foram mais 
correlacionados com relatórios sobre acordando. Apesar da onipresença 
dos sonhos, ainda é verdade que o REM está mais fortemente associado 
ao sonho, mais de 80% a 90% do tempo em alguns estudos de despertar, 
embora deva ser notado novamente que o sono envolve um espectro em 
que é difícil para encontrar qualquer estágio a qualquer hora da noite que 
não contenha nenhum sonho.20 Embora no início da noite os sonhos 
possam se apresentar como mais "pensamentos" e simples, mais tarde 
durante a noite,
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Análise ACESSO LIVRE
Os sonhos são para a regulação emocional A 
ideia de que os sonhos são importantes para a saúde emocional é 
descendente das teorias freudianas da psicanálise . importante para o 
processamento emocional.
Esta seção explora as teorias existentes sobre os sonhos, as evidências 
de apoio (ou a falta delas) e como elas falham em se integrar bem ou 
explicar a fenomenologia dos sonhos.
Outro tipo de teoria é que os sonhos agem como um ''termostato 
emocional'' para regular as emoções.42,43 Nos diários de sonhos, há 
algumas evidências de que sonhos mais emocionais preveem uma melhor 
recuperação de distúrbios como depressão,44 embora o tamanho da 
amostra para esse tipo de pesquisa é proibitivamente pequeno em toda a 
onirologia. A partir de neuroimagem, há evidências de que os centros de 
processamento emocional, como a amígdala, mostram maior atividade 
durante o REM do que durante a vigília,45 embora o papel da amígdala 
varie amplamente de emoções a recompensas e motivações.46 Há algumas 
evidências de que alterações no sono REM indicam transtornos do humor.47 
No entanto, isso não é exclusivo apenas do sono REM, pois o sono NREM 
também é alterado ou reduzido nos transtornos do humor,48 e muitos 
distúrbios cognitivos mostram problemas de sono em geral.49 A privação do 
sono parece levar a problemas emocionais, como uma falta de inibição 
emocional e também irritabilidade.50 Mas tais falhas de função apropriada 
são verdadeiras em muitos processos cognitivos após a privação de sono, 
incluindo a função executiva, que afetaria a regulação emocional.51 No 
geral, a hipótese de que os sonhos são especificamente para resolver 
conflitos emocionais não tem evidências empíricas esmagadoras. Também 
não se sustenta na fenomenologia dos sonhos, que, pelo menos em 
geral, não são enfaticamente emocionais.
nave espacial, e assim por diante). Em terceirolugar, a propriedade narrativa 
dos sonhos, na medida em que os sonhos em humanos adultos são 
geralmente sequências de eventos ordenados de modo a formar uma 
narrativa, ainda que fabulística. Como veremos, o OBH postula que não é 
apesar dessas propriedades que os sonhos servem a seu propósito evoluído, 
mas por causa delas.
A evidência geral indica que o sono pode ser dividido em duas partes: 
durante o sono sem sonhos, é provável que ocorra uma reparação metabólica 
e celular, e alguma forma de contribuição desconhecida para melhorias no 
desempenho e aprendizado em tarefas ocorre durante o sonho.34 Em última 
análise, esse propósito da fase de sonho ou aspecto do sono carece de 
hipóteses tão explícitas e claras quanto as do sono de ondas lentas.35
Uma hipótese para o propósito evoluído do sono deve delinear uma função 
clara e distinta de outros aspectos do sono. Deve também explicar como os 
sonhos se apresentam, ou seja, a fenomenologia da experiência onírica. 
Especificamente, deve explicar por que a fenomenologia do sonho é 
diferente da fenomenologia da vigília. Considere três propriedades 
fenomenológicas exclusivas dos sonhos. Em primeiro lugar, a escassez de 
sonhos, pois geralmente são menos vívidos do que a vida desperta, pois 
contêm menos informações sensoriais e conceituais (isto é, menos detalhes). 
Essa falta de detalhes nos sonhos é universal, e os exemplos incluem o 
embaçamento do texto, causando impossibilidade de leitura, uso de telefones 
ou cálculos . a simples repetição de eventos diários ou memórias específicas). 
Isso inclui o fato de que nos sonhos, eventos e conceitos muitas vezes 
existem fora de categorias normalmente estritas (uma pessoa se torna outra 
pessoa, uma casa uma
A fim de oferecer uma teoria distinta sobre o propósito dos sonhos, este 
artigo esboça a ideia de que os cérebros dos animais estão constantemente 
em perigo de overfitting, que é a falta de generalização que ocorre em uma 
rede neural profunda quando seu aprendizado é baseado demais em um 
conjunto de dados específico e que os sonhos ajudam a mitigar esse 
problema onipresente. Esta é a hipótese de brian overfitted (OBH). O 
objetivo deste artigo é preencher formalmente o OBH, investigando as 
evidências de que o cérebro se encaixa em um conjunto de dados composto 
pelas experiências diárias estatisticamente semelhantes do organismo, 
enquanto os sonhos noturnos melhoram a generalidade e robustez das 
representações de um animal, cognição e sistemas perceptivos, gerando 
dados muito fora do "conjunto de treinamento" diário do organismo de uma 
maneira distorcida ou corrompida . aprendizagem.37 Como será discutido, 
o OBH se encaixa com a compreensão e os dados biológicos conhecidos, 
combina melhor com a fenomenologia do sonho do que a maioria das outras 
teorias, atrai vários antecedentes e abordagens semelhantes sob um teto 
específico e, adicionalmente, tem raízes em práticas comuns em profundo 
Aprendendo. Ele faz previsões exclusivas que podem ser testadas por meio 
de modelagem computacional e também in vivo.
descobertas.32 Ao mesmo tempo, também desencadeou debates e 
investigações fecundos.33 Tradicionalmente, TÍMIDO está mais associado 
ao sono de ondas lentas do que às altas frequências que indicam sonhos. 
Também não foi explorado como SHY enfrenta o problema de que uma 
redução global das sinapses poderia facilmente falhar em manter o mesmo 
padrão de pesos sinápticos, uma vez que os neurônios são mecanismos 
não lineares. Mesmo uma redução de escala líquida de uma rede neural 
artificial com funções de ativação de unidade linear retificada (ReLU) 
provavelmente afetaria sua função se a escala deixasse qualquer peso 
abaixo de zero; no caso das funções de ativação do sigmóide, isso afetaria 
significativamente a função e de maneira desconhecida.
As propostas específicas de como os sonhos impactam a regulação 
emocional envolvem hipóteses como a de que os sonhos são, de alguma 
forma, para a extinção do medo.40 Essas hipóteses indicam que os sonhos 
podem agir como um tratamento de terapia cognitivo-comportamental para 
fobias, em que fornecem um espaço seguro para "ensaios" para proteger 
coisas assustadoras para torná-las menos assustadoras.41 No entanto, não 
há evidências de que os medos de pesadelos sejam o tipo de medo irracional 
enfrentado por pessoas com fobias, nem que os medos de eventos de 
pesadelo em geral devam ser atenuados, pois o medo é bastante útil 
evolutivamente.
TEORIAS CONTEMPORÂNEAS DOS SONHOS
De fato, sonhos emocionalmente neutros são comuns. No geral, parece 
haver uma ligeira tendência para os sonhos terem afeto negativo,52 embora 
isso possa ser simplesmente que os sonhos que têm alta valência emocional 
sejam memoráveis (e vale a pena notar que, ao estudar relatos de sonhos, 
alegria/exultação foi o segundo mais comum para ansiedade/medo). Dada 
a evidência, parece provável que qualquer que seja o propósito evoluído dos 
sonhos, sua função pode afetar as emoções, mas não há nenhuma evidência 
forte de que o sonho tenha evoluído especificamente para a regulação 
emocional.
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De fato, há evidências significativas de que a memória episódica e os sonhos 
são dissociados.78 Embora haja evidências comportamentais de que tarefas 
diárias repetitivas, como fazer os sujeitos jogarem Tetris por períodos 
significativos de tempo, podem levar a sonhos inspirados em Tetris, tais 
imagens ou sequências inculcadas não representam replay, pois não são 
repetições verídicas de jogos anteriores, sendo mais alucinatórios e esparsos 
em conteúdo e apenas vagamente relacionados ao jogo jogado, como sonhar 
em jogar alguma versão alterada de um jogo de labirinto após ser exposto a 
ele durante o dia.79 Além disso, os sonhos desencadeados por tais jogos 
repetitivos aparecem mesmo em pacientes com perda total de memória, 
aqueles com amnésia clinicamente diagnosticada.80 Pode levar vários dias 
para que tarefas repetitivas apareçam nos sonhos, uma forma de "atraso do 
sonho, '' e quase sempre essas tarefas aparecem em formas parciais que são, 
novamente, apenas vagamente semelhantes.81 No geral, as evidências 
comportamentais sugerem que os sonhos não são repetições de memórias ou 
eventos de vigília.
Uma linha significativa de evidência direta para a teoria da consolidação vem 
na forma de “repetição” de memórias durante o sono, uma hipótese específica 
com uma tese clara e padrões de evidência.
O replay foi originalmente descoberto no hipocampo de ratos,62,63 embora a 
análise original fosse novamente para o sono de ondas lentas, não 
correlacionando esse processo com o sonho especificamente.
Há uma linha significativa de pesquisa que se baseia nessa teoria, incluindo 
muitos estudos de neuroimagem, e uma revisão completa da literatura estaria 
além do escopo deste artigo.57 Noentanto, também há debate. Especificamente, 
a hipótese de consolidação é muito ampla e raramente pretende especificar 
apenas sonhos em vez de sono em geral.58 Por exemplo, há evidências de 
que aprender uma nova tarefa leva a uma maior ativação durante o REM59 e o 
sono de ondas lentas60 na tarefa relevante áreas corticais, o que indica que 
não há consolidação preferencial durante o sonho. Isso é verdade mesmo ao 
comparar uma condição de vigília/sono versus uma condição de controle sem 
sono, mas ao mesmo tempo, que descobriu que a atividade dependente do 
nível de oxigênio no sangue (BOLD) aumentou em regiões cerebrais associadas 
à tarefa.61 Mas esses tipos de estudos de neuroimagem não são muito 
específicos, uma vez que o aumento da ativação em áreas relevantes não 
significa, na verdade, armazenamento, repetição ou integração com memórias 
existentes. Na verdade, eles poderiam ser interpretados com a mesma facilidade 
como evidência da OBH (ver “Evidências da neurociência”).
No geral, é improvável que a repetição seja o objetivo dos sonhos, pois, 
como discutido anteriormente, com base nos estudos mais detalhados sobre 
relatos de sonhos após o despertar, os sonhos não estão conectados ou, no 
máximo, apenas vagamente relacionados aos eventos do dia.72 No geral, 
parece que menos de 1% a 2% dos relatos de sonhos têm algo a ver com 
memórias episódicas.73 Exceto em casos de transtorno de estresse pós-
traumático (TEPT), os sonhos não repetem memórias específicas, e aqueles 
que o fazem são considerados patológicos; por exemplo, logo após o furacão 
Andrew, os únicos sonhos relacionados ao furacão, mesmo de uma amostra 
da população da área mais atingida, eram daqueles já diagnosticados com 
TEPT.74 Estudos minuciosos de diários de sonhos descobriram em geral que 
repetições de memórias específicas ou eventos de um dia são geralmente 
raros ou inexistentes, embora em geral envolvam ações e pessoas com as 
quais o sonhador esteja familiarizado.75 Um estudo examinando sonhos após 
os ataques terroristas de 11 de setembro descobriu que "nem um único um dos 
880 sonhos (440 deles após o 11 de setembro) envolvia aviões atingindo 
prédios altos ou cenários semelhantes, embora todos os participantes tivessem 
visto esses eventos muitas vezes na televisão (e foi claramente uma experiência 
emocionalmente importante). Nenhuma cena foi retratada que chegasse perto 
dos ataques reais.''76,77
Vale a pena notar que, na maioria dos casos, as propriedades esparsas, 
alucinatórias e narrativas dos sonhos não são explicadas pela hipótese de 
consolidação. A maioria dos sonhos não envolve memórias específicas, 
tornando a integração de novas memórias uma tarefa difícil.
Os sonhos são para a consolidação da memória 
Talvez a principal teoria contemporânea seja a de que os sonhos, de alguma 
forma, envolvem a consolidação e o armazenamento da memória,53 muitas 
vezes por meio de uma forma proposta de repetição da memória.54 A metáfora 
dominante para essa teoria da consolidação é a do computador: as memórias 
precisam ser ''armazenado'' em algum lugar do cérebro, como armazenar um 
arquivo de computador em um disco rígido e, portanto, deve haver um processo 
de armazenamento. Esse ponto de vista é sustentado por grande parte da 
neurociência cognitiva tradicional, segundo a qual o objetivo do cérebro é 
“armazenar” memórias da forma mais verídica possível,55 embora haja um 
reconhecimento crescente de que o armazenamento verídico “semelhante ao 
de um computador” não é desejável. capaz de aprendizagem complexa e que 
o esquecimento é tão importante.56 De acordo com a hipótese de consolidação 
da memória, o armazenamento da memória ocorre durante os sonhos, ou 
alternativamente, os sonhos, acessando memórias previamente armazenadas, 
fortalecendo-as, ou que de alguma forma os sonhos são um subproduto da 
integração de novas memórias com os mais velhos.
replay conecta esses dois sistemas juntos.68 Além disso, a hipótese deve lidar 
com o fato de que experimentos de neuroimagem bem controlados mostram 
poucas evidências de replicação de sequência exata e fortes evidências de 
padrões de disparo nunca antes vistos.69 À luz desse tipo de evidência , alguns 
argumentaram que o sono promove a extração essencial de memórias 
específicas,70,71 embora esse tipo de hipótese não tenha sido especificamente 
sobre sonhos.
Há uma forte linha de evidência de estudos de Tetris para despertares 
repentinos para efeitos de atraso de sonho mostrando que sonhos parciais ou 
vagamente semelhantes podem ser desencadeados de forma mais confiável 
por tarefas aprendidas recentemente, e ainda assim tais sonhos inculcados 
geralmente assumem a forma de nunca- experiências ou sequências vistas 
anteriormente com as propriedades oníricas tradicionais de dispersão e 
alucinação, não correspondendo a nenhuma memória específica, mas sim a 
uma aparente exploração do estado-espaço da própria tarefa.
Há uma série de problemas significativos com as hipóteses específicas de 
que os sonhos estão repetindo memórias.54 Primeiro, a repetição off-line de 
memórias episódicas pode não ajudar na memorização; como a verdade 
fundamental está ausente offline, tais replays podem, na verdade, introduzir 
erros. De fato, a neurociência mostrou que reacessar memórias geralmente as 
altera, em vez de forçá- las.66,67 Devido aos problemas em assumir que 
memórias específicas são realmente reproduzidas, vários autores propuseram 
teorias de consolidação mais complexas, como como a ideia de que existem 
dois sistemas complementares de aprendizagem e
De fato, o mesmo disparo estatisticamente aumentado em neurônios 
correlacionados que conta como "repetição" ocorre durante a vigília tranquila, 
indicando que não tem nada específico a ver com sonhos.64 Em geral, se dois 
neurônios se potencializam ao mesmo tempo e a partir do mesmo causa, é 
mais provável que eles sejam correlacionados no sentido de disparos 
aumentados no futuro, independentemente de estarem reproduzindo algo 
específico, uma visão apoiada pela descoberta de que eventos de "repetição" 
são muito mais rápidos em termos de disparo .65
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Análise
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ACESSO LIVRE
No entanto, esses tipos de teorias provavelmente estão certos em ver 
os sonhos como simulações. No entanto, de acordo com o OBH, o 
objetivo dessas simulações não é refinar uma habilidade, estratégia ou 
plano de ação específico, que é para o que as simulações normalmente servem.
Os sonhos são preparações para problemas do mundo real A 
estreita correlação entre criatividade e sonhos, bem como a semelhança 
dos sonhos com simulações ou realidades virtuais, levou a hipóteses de 
que sonhar pode ser usado para resolver problemas relevantes do mundo 
real para o animal. Por exemplo, talvez os sonhos permitam a 
experimentação criativa em que o sonhador mantém as melhores ideiasapresentadas,91 embora isso seja problemático, dada a natureza 
geralmente amnésica dos sonhos e sua falta de relevância no mundo 
real. Uma hipótese mais direta é que os sonhos agem
Os sonhos beneficiam o processamento preditivo ao refinar os 
modelos generativos . O processamento preditivo é a visão de 
que o cérebro tenta continuamente prever seus próprios estados futuros 
em relação à entrada sensorial extrínseca . ocorre de baixo para cima. 
As previsões são então comparadas com as entradas, com o objetivo de 
minimizar os erros de previsão, o que corresponde
Recentemente, houve modelagem computacional explícita em redes 
neurais com picos, mostrando que o "aprendizado reverso" na forma de 
regras de aprendizado reverso pode realmente ser útil. Especificamente, 
os autores mostraram que uma regra anti-aprendizagem durante uma 
"fase de hibernação" da rede, na forma de aprendizagem anti-hebbiana, 
poderia quebrar estados atratores prejudiciais à aprendizagem.90 Vale a 
pena notar que quebrar prejudicial em estados de trator pode levar a 
resultados semelhantes aos do OBH. No entanto, em geral, qualquer tipo 
de ''aprendizagem reversa'' não é necessário do ponto de vista do OBH. 
Isso ocorre porque as abordagens de "aprendizagem reversa" diferem 
significativamente, concentrando-se em como as memórias específicas 
são destruídas (através de mecanismos anti-aprendizagem, como uma 
hipotética "plasticidade dependente do tempo de pico reverso"), em vez 
de como as entradas corrompidas ou de cima para baixo o ruído pode 
melhorar a generalização como no OBH.
como ensaios para comportamentos estereotipados para animais em 
uma forma de "programação genética" . exemplos dessa hipótese 
incluem uma interpretação baseada em robôs que usaram simulações 
para descobrir automodelos94 ou que um animal pode ''sonhar estratégias 
para o sucesso'' à noite, como a melhor forma de escalar obstáculos, 
como rochas, que ele enfrentados durante o dia.95 A evidência para 
esse tipo de hipótese é que existe uma forma de "pré-jogo" neural em 
que as sequências de atividade prevêem o comportamento futuro do 
animal e indicam planejamento ou pré-processamento,96,97 embora 
esse efeito possa ser simplesmente porque os animais são forçados a 
usar um conjunto limitado de sequências de tiro pré-configuradas para 
representar o mundo.98,99 De maneira semelhante aos resultados do 
replay, também é provável que na maioria das vezes o pré-jogo não seja 
o um futuras específicas reais de atividade, e que a maioria das 
sequências nunca é instanciada durante a vigília. Talvez a hipótese mais 
simples e direta seja a de que os sonhos permitem a prática de evitar 
situações perigosas, como fugir de um predador, que seriam impossíveis 
de praticar na vida real sem imenso risco.100 No entanto, isso é 
contradito pelo fato de que apenas um uma pequena porcentagem de 
sonhos contém esse tipo de comportamento (mesmo ao definir ameaças 
de forma incrivelmente ampla), e naqueles que fazem planos realistas de 
ações nesses cenários raramente são realmente implementados.101,102 
No entanto, apesar da natureza irreal dos sonhos, pode ser que explorar 
associações improváveis ou fracas têm benefícios psicológicos.103 
Outra hipótese é a ideia de que os sonhos são, na verdade, para refinar 
a capacidade de criar simulações por conta própria. Esta hipótese 
''InSim'', que é especificamente uma hipótese sobre os sonhos de 
crianças pequenas, postula que os sonhos são chances de criar 
simulações e, em seguida, testar suas previsões contra o mundo real 
ao acordar.104,105 No entanto, isso se aplica apenas a crianças 
pequenas (com a suposição de que os poucos estudos estão corretos 
de que os sonhos das crianças são mais ''chatos'' do que os sonhos dos 
adultos), pois, como os próprios autores apontam, os sonhos dos adultos 
seriam consistentemente invalidados pelos acontecimentos cotidianos. 
De fato, a fenomenologia dos sonhos como esparsa, alucinatória e 
fabulística torna improvável que estratégias, habilidades ou preparações 
que se originam nos sonhos funcionem no mundo real.
Os sonhos são para o esquecimento seletivo 
Notavelmente, Francis Crick e Graeme Mitchinson propuseram um 
propósito alternativo para os sonhos em 1983, que eles chamaram de 
“aprendizagem reversa” . ' conexões e ajudam o cérebro a "desaprender". 
No entanto, essa hipótese tem sido amplamente ignorada na pesquisa 
contemporânea sobre sonhos. Em vez disso, a hipótese alternativa, de 
que os sonhos envolvem repetição ou consolidação da memória, tornou-
se preferida pela comunidade84 devido à empolgação em torno dos 
primeiros resultados da repetição.62 A pesquisa neurocientífica 
contemporânea muitas vezes vê isso como sendo uma fase de 
consolidação e também uma fase de esquecimento para memórias, 
embora isso seja novamente predominantemente associado ao sono de 
ondas lentas, em vez de sonhar especificamente.85 Dentro do 
aprendizado profundo, sabe-se que a média de modelos e a 
renormalização podem ajudar no aprendizado86, o que pode ser 
amplamente pensado para se assemelhar a algum tipo de esquecimento 
seletivo em neurônios reais redes. Mais especificamente, foi proposto 
que as máquinas de Boltzmann podem realmente implementar algo 
muito semelhante à noção de aprendizado reverso de Crick e Mitchin, 
em que a redução sináptica poderia eliminar a discrepância entre as 
entradas ambientais e o modelo interno do ambiente de um sistema,87 
que é uma versão anterior dos tipos de teorias de processamento 
preditivo discutidas na seção "Os sonhos beneficiam o processamento 
preditivo refinando modelos generativos" . fornecendo assim uma possível 
ligação entre SHY, o OBH e a hipótese original de aprendizado reverso.
propósito questionável para sonhar. De fato, admite-se abertamente que 
a hipótese da consolidação ainda vê os próprios sonhos como 
epifenômenos . neurociência'').
Em vez disso, o objetivo é fornecer simulações "fora da distribuição" 
especificamente para evitar o overfitting e melhorar a generalização, em 
que o overfitting é essencialmente um problema inevitável causado pelo 
aprendizado diário e, portanto, uma ameaça constante ao desempenho 
do cérebro em vários tarefas.
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um organismo não se sente em um ''quarto escuro'' para minimizar sua
levam o modelo generativo a se tornar mais consistente internamente, mais 
parcimonioso, manso e, portanto, mais parecido com o
sonhadores enfrentam um problema: na grande maioria das agências de sonhos
consistência ao longo do tempo. Embora o mundo possa se tornar mais previsível 
ao longo da vida, os sonhos não. Esse mesmo tipo de crítica pode ser aplicado à 
sugestão de que o propósito do sono
Alguns proponentes do processamento preditivo apresentaram pontos de vista
de isso ocorrer durante o REM, havia sido proposto anteriormente,88,89conforme 
discutido na seção ''Os sonhos são para
sua fenomenologia como fabulista e alucinatória, não
qual ver a ciência cognitiva,109 e tem origem no trabalho sobre
sinapses redundantes.115 De acordo com essa hipótese, o propósito evoluído 
proposto de sonhar durante o sono REM é minimizar a energia livre do cérebro. A 
energia livre é essencialmente a
obviamente faz muito mais do que isso. Além disso, a implementação do algoritmo 
vigília-sono requer várias suposições
que a abordagem do princípio da energia livre para sonhar é altamente específica 
em como isso é realizado pela minimização de erros em um
modelo são reduzidos quando as sinapses são podadas. No entanto, TÍMIDO
como no OBH. Isso fornece evidências de que as preocupações do
para aprendizado não supervisionado remonta a 25 anos,111 que são
show, em que os sonhos das crianças são auto-relatados como estáticos
sonhando).117,118 Ou seja, os sonhos não são "playgrounds causais"
mudança e, além disso, também está especificamente associado a
tem sido apresentado114 argumentando para efeitos neurofisiológicos específicos
sonhos.119
para melhorar as previsões do cérebro sobre seus próprios estados futuros. . nós
criando crenças prévias ótimas ou melhorando a autoconsistência de um modelo 
minimizando os erros de previsão sem entrada (como em Hobson
da consistência interna do modelo em vez de inconsistência
complexidade é importante para minimizar a energia livre. Especificamente,
esquecendo.''
que o papel dos sonhos não é realmente testar inferências sobre ações, mas 
melhorar um modelo generativo hipotético (neste
é, na verdade, implementar o próprio algoritmo de vigília-sono.121 Em
O erro de previsão pode ser minimizado por mudanças na ação e
Além de confiar na suposição de que o objetivo do cérebro
realmente especifica que há uma redução líquida do peso sináptico
previsões do modelo generativo de si mesmo sem entradas, em vez
é realmente minimizado, não maximizado (uma visão suportada pelo
erros de previsão, já que sempre saberia o que esperar?113
mundo acordado, tanto durante o desenvolvimento quanto durante uma determinada noite
e desinteressante e se tornar mais interessante e surpreendente
em que os resultados das ações são continuamente testados contra
OBH, embora não seja o próprio OBH, pode ser motivado por diversas
correlatos e mecanismos. Em geral, em tais teorias, a fenomenologia dos sonhos é 
explicada pelo colapso do
NREM e sono de ondas lentas em vez de REM e sonhos. Isto
estados futuros. Portanto, quando o cérebro não tem capacidade sensorial de baixo para cima
a hipótese apresentada em Hobson e Friston115 é que a poda sináptica (do tipo 
proposto em SHY durante ondas lentas
e colegas116), a consequência seria que os sonhos
Apesar de suas origens no campo do aprendizado de máquina, a abordagem 
de processamento preditivo é controversa devido às suas reivindicações de 
universalidade: não está claro se o córtex realmente funciona principalmente
No entanto, deve-se enfatizar que a vantagem de fundo apresentada por essa 
abordagem do sonho é seu efeito sobre o modelo.
efetivamente um precursor da noção contemporânea de um codificador automático.
comportamento, um processo chamado ''inferência ativa.''108
Além disso, essa ideia enfrenta uma série de outros problemas, como
é sempre minimizar a energia livre e que as ações são consequentes nos sonhos 
da mesma forma que são na vigília, outra
sleep)31 pode ajudar a minimizar a complexidade do modelo (e, portanto,
para gerar previsões sobre seu próprio estado futuro.112 Além disso, há críticas 
fundamentais sobre se a minimização do erro de previsão por meio de ações é 
realmente uma teoria
complexidade, que é semelhante ao foco do OBH, uma vez que as reduções na 
complexidade do modelo em aprendizado de máquina são geralmente
diminuição da contribuição das áreas pré-frontais durante
especificamente para que a atividade de vigília geralmente não seja afetada por este
dorme. No entanto, isso é precisamente o oposto do que os dados empíricos
Múltiplas visões de sonhos à luz do processamento preditivo
contexto um modelo usado pelo cérebro para fazer previsões), especificamente
Em Hobson e colegas,116 uma outra hipótese relacionada
parecem candidatos muito bons para minimizar a surpresa das previsões criadas 
por um modelo gestalt generativo (para não falar de um modelo de
Máquinas de Helmholtz, inferência estatística e o "vigília-sono"
entrada (ou seja, durante o sonho), o cérebro ainda é compelido a minimizar a 
energia livre, o que significa que a complexidade do modelo deve
que não são biologicamente realistas, como treinar apenas feedforward
complexidade do modelo do cérebro menos a precisão do cérebro
deve se tornar menos surpreendente ao longo do desenvolvimento, pois
relações com o mundo exterior. De acordo com esta visão '' propõem que 
o sono REM é uma ocasião para reiterar e otimizar um modelo generativo do eu 
corporificado com referência
ciclo percepção-ação durante o sonho: essencialmente o cérebro
as percepções que eles geram. Este pode ser o caso de lúcido
em todo o desenvolvimento.120 De fato, não há evidências de que
vale a pena notar que o downscaling em geral e seus efeitos sobre
associada a uma redução no overfitting. Também vale a pena notar
meta coerente para um princípio universal. Por exemplo, por que
ajudar a minimizar a energia livre), uma vez que os parâmetros gerais de um
assume a função cerebral (discutido posteriormente em "Sonhos são para 
esquecimento seletivo" e na Discussão). De fato, o OBH poderia
o erro de previsão sem entrada é minimizado. Este processo deve
à experiência de vigília.''116 No entanto, em geral, o processamento preditivo e 
abordagens de inferência particularmente ativa para
sem referência à poda sináptica ou redução de escala foi introduzida com base na 
ideia de que, de acordo com o princípio da energia livre, o cérebro está 
continuamente tentando prever melhor sua própria
O processamento preditivo tornou-se uma lente popular através
reduzindo a complexidade desse modelo generativo ao podar
Uma preocupação particular sobre a hipótese é que os sonhos, dado
ou conexões de feedback em momentos diferentes.
algoritmo.''110 Observe a proposta do algoritmo vigília-sono
o ''eu corporificado''). Por exemplo, se os sonhos fossem sobre
o fato de o algoritmo vigília-sono ser apenas para uma forma específica de 
aprendizado não supervisionado que treina um modelo generativo e o cérebro
previsões sobre seus próprios estados e, portanto, reduzindo o modelo
implicitamente ser reduzido, uma vez que quaisquer erros de previsão podem resultar apenas
do que através de como entradas corrompidas ou estocásticas auxiliam a generalização
a atividade é dominada por seus "próprios" em vez de entradas de baixo para cima.
os sonhos tornam-se otimizados por falta de surpresa ou por
possivelmente ser pensado como uma generalização do modelo de emissão
complexidade do modelo eminimização de erros, até mesmo a possibilidade
sonhando, mas o sonho lúcido é responsável por uma pequena minoria de
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de se adequar às tarefas durante o dia e evitar o overfitting à noite
exploração estocástica da estrutura hierárquica do cérebro.
dados sobre os sonhos, como sua origem fisiológica no
para que a neurociência seja tirada de neurociências profundas inspiradas pelo cérebro
natureza alucinatória vem da origem estocástica superior
que o cérebro pode implementar características centrais de retropropagação,
os sonhos estão correlacionados (de alguma forma não especificada) com a aprendizagem.
não compartilha as consequências desse impulso como sonhos
Resumindo: o OBH conceitua os sonhos como uma forma de entrada 
intencionalmente corrompida, provavelmente derivada de ruído injetado em
já que o cérebro entende a realidade na forma de eventos e histórias. Ou seja, 
segundo a OBH, a distinta fenomenologia
executar tarefas complexas por meio da atualização de pesos dentro de um
injeção de ruído, como corromper conjuntos de dados de entrada e
tendenciosa em sua amostragem do ambiente. A OBH afirma que
que há evidências crescentes de que a maioria desses sinais se origina de cima para 
baixo,128 o que significa que os "puts corrompidos" terão semelhanças estatísticas 
com os modelos e representarão
aprendizagem, sua semelhança com a fenomenologia onírica e a
A qualidade alucinógena, de quebra de categoria e fabulista de
não considera os sonhos como epifenômenos gerados por
longe o único análogo bem-sucedido da inteligência humana em tarefas complexas, 
e eles tendem a desenvolver conectividade semelhante ao cérebro e
aprendizagem.126 Notavelmente, quanto mais autossimilar ou tendenciosa for sua 
amostragem de dados de treinamento, mais o overfitting será um problema.
complexidade desempenha no processamento preditivo para todos os aprendizados e
através de uma caminhada semi-aleatória de experiências, pode ser visto como uma espécie
O propósito evoluído dessa atividade estocástica é evitar o overfit ting. Esse 
overfitting pode estar dentro de um determinado módulo ou tarefa
sobre suas reivindicações distintivas, são revistos no seguinte
Os desafios onipresentes que as DNNs enfrentam é uma troca entre generalização 
e memorização, em que, à medida que aprendem a se ajustar a um conjunto de 
dados específico, podem se tornar menos generalizáveis para outros. este
evento é realizar uma tarefa repetidamente durante o dia, preferencialmente
com candidatos viáveis, como representação de gradiente neural por diferenças de 
atividade.124
Em experimentos comportamentais humanos, há um bom suporte
desempenho em vez de apenas para um automodelo específico, e
de ''recozimento simulado''129 no cérebro. Ou seja, é o próprio
o que significa que eles são propositadamente corrompidos ou distorcidos
portanto, menos auto-semelhantes.125 Talvez o explícito mais comum
os sonhos oferecem uma "injeção de ruído" biologicamente realista. Especificamente, 
há boas evidências de que os sonhos são baseados na percolação estocástica de 
sinais através da estrutura hierárquica.
Isso leva ao tipo de alucinações estruturadas que são comuns
forma de ruído que cria ''características corrompidas'' através de influências 
neuromodulatórias, seu papel na aprendizagem e sua importância para
redes (DNNs), que oferecem uma estrutura diferente para pensar sobre
sonhos significa que eles são extremamente diferentes do ''treinamento
algum processo de fundo, e também é responsável por, e é motivado por, a real 
fenomenologia dos próprios sonhos. o
propriedades representacionais, como células de grade, ajuste de forma e ilusões 
visuais.123 Uma das diferenças mais significativas entre
Evidências da neurociência
eventos da vida real é através de overtraining repetitivo em uma tarefa. Exemplos 
disso incluem jogos extensivos como Tetris80 ou simuladores de esqui,130 que 
levaram a sonhos envolvendo a tarefa aprendida,
uma região ou rede cerebral específica e também pode envolver
seção.
overfitting é identificável quando o desempenho no conjunto de treinamento
aquele que é novo. Segundo o OBH, a explicação para esse efeito,
desafios semelhantes que o cérebro enfrenta durante seu aprendizado diário para
sem depender de um impulso assumido para a previsão de minimização
a estranheza dos sonhos em sua divergência com a experiência de vigília que lhes 
confere sua função biológica.
do ''conjunto de treinamento'' diário que o organismo normalmente experimenta,
À medida que a tecnologia avança, a ciência muitas vezes se apropria de novas 
tecnologias para metáforas que ajudam a entender sistemas complexos.122 Isso 
tem sido particularmente verdadeiro para a neurociência. No
começa a se diferenciar do desempenho no conjunto de teste. Um
bem como as especificidades dos benefícios de sonhar, é claramente delineado. O 
excesso de treinamento em uma nova tarefa cria a condição do
mon durante os sonhos.
resolução de problemas e criatividade. No entanto, o mais importante, é
aprendizado do que as arquiteturas de computador padrão. DNNs estão longe e
Portanto, há uma boa razão para a neurociência olhar para
A técnica para evitar o overfitting é o dropout, que é matematicamente a injeção de 
ruído e a corrupção da entrada durante
evidências para o OBH especificamente. Primeiro, o mais eficaz
tornando-se surpreendente ao longo do tempo). No entanto, o OBH pode ser
a estrutura hierárquica do cérebro, fazendo com que o feedback
dos sonhos existe para maximizar sua eficácia na melhoria
espaço de parâmetros astronomicamente grande. Está claro que os desafios que o 
cérebro e os DNNs enfrentam durante o aprendizado e o desempenho
embora não sejam repetições específicas ou repetições de memórias. Colocar
aqueles de treinamento de uma rede neural.
generalização para novos estímulos fora de distribuição (invisíveis). Como
conjunto'' do animal (ou seja, suas experiências diárias). O ciclo diurno
a escassez de sonhos vem do ''abandono'' de baixo para cima
DNNs e o cérebro é que a atualização dos pesos sinápticos de acordo com a 
retropropagação de erros tem sido tradicionalmente
Qual é a evidência para o OBH de métodos tradicionais de
última década, tornou-se evidente que há muitas lições
problema onipresente dentro da comunidade de aprendizado profundo, as soluções 
para superajuste em DNNs geralmente vêm na forma de um
O cérebro enfrenta esses desafios à medida que aprende, pois o que um 
organismo experimenta todos os dias pode ser altamente autossimilar e
ções do cérebro. Em outras palavras, eles são derivados de um
será discutido, o OBH se encaixa bem com os díspares conhecidos
meio de desencadear sonhos que contêm semelhanças parciais com
erros como o mecanismo de ação (e, portanto, o OBH
A HIPÓTESE DO CÉREBRO SUPERAJUSTADO
e sua natureza narrativa desde a gênese descendente dos sonhos
motivado de forma totalmente independentepor práticas comuns em profunda
gerar entradas sensoriais distorcidas ou "corrompidas". o geral
generalização e combate à mera memorização do dia de um organismo. As 
evidências para o OBH, bem como mais detalhes
aprendizado profundo para inspiração, já que ambos são sistemas que
em tarefas complexas se sobrepõem significativamente. Notavelmente, um dos mais
outra maneira: a maneira mais segura de desencadear sonhos sobre um mundo real
do córtex, ativando a rede de modo padrão.127 Observação
entradas, uma vez que são impulsionadas exclusivamente pela atividade de feedback, suas
visto como biologicamente irrealista. No entanto, uma nova pesquisa revela
neurociência? Vale a pena focar não em todos os estudos disponíveis, mas naqueles 
que distinguem o OBH da teoria que
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é para a integração de memórias novas com antigas, a repetição de 
memórias ou seu armazenamento.
Evidências do aprendizado profundo 
Um dos desafios mais significativos e onipresentes que qualquer rede 
neural profunda enfrenta é a capacidade de generalizar além do conjunto 
de dados em que foi treinado, ou seja, evitar simplesmente memorizar o 
conjunto de dados. Houve um esforço significativo na última década pela 
comunidade de aprendizado profundo para desenvolver métodos e 
técnicas para evitar o superajuste em conjuntos de dados específicos e, 
em um nível mais amplo, permitir a extrapolação para conjuntos de dados 
nunca antes vistos. Esta seção apresenta três dessas técnicas comumente 
usadas em aprendizado profundo (e pesquisa em redes neurais artificiais 
em geral). Notavelmente, cada uma dessas três técnicas incorpora alguma 
propriedade fenomenológica dos sonhos e também se ajusta ao que se 
sabe sobre a neurofisiologia do sonho.
A primeira técnica é o método de dropout de aumento de dados, talvez 
a técnica mais amplamente usada para evitar o overfitting em aprendizado 
profundo.143 O dropout ocorre durante o treinamento de uma rede, 
quando as entradas são tornadas esparsas devido ao ''droping out'' 
aleatório de alguns dos deles, uma forma de regularização durante o 
aprendizado que é matematicamente semelhante a uma injeção de ruído.126 É
Apoiando o OBH há evidências indicando que os sonhos levam a 
mudanças sinápticas na conectividade do cérebro, embora provavelmente 
isso não seja tão forte quanto a experiência de vigília, com armazenamento 
de memória episódica significativamente reduzido. Qual é a evidência de 
que as sinapses mudam durante o sono? Os defensores do SHY 
argumentaram que há evidências de que as sinapses mudam durante o 
sono na forma de homeostase sináptica, regularização que ocorre todas 
as noites na forma de redução universal da força sináptica.32 No entanto, 
isso foi contestado pela observação de potencialização durante o sono.140 
Em geral, parece que se há potencialização líquida ou depressão durante 
a vigília depende da tarefa,141 indicando que o aprendizado envolve 
plasticidade sináptica em ambas as direções, tanto na vigília quanto no 
sono.142 Se durante os sonhos as sinapses ainda são plásticas, então os 
sonhos podem deixar um traço sináptico que pode afetar o desempenho. 
No entanto, deve-se notar que, até o momento, não há evidências 
empíricas fortes de que o conteúdo dos sonhos possa levar a mudanças 
sinápticas e aprendizado como o conteúdo da experiência de vigília, e isso 
é difícil de explorar experimentalmente.
O OBH também é apoiado por evidências de que o sono não apenas 
melhora a memória diretamente, mas afeta alguns aspectos da memória 
mais do que outros. Por exemplo, em um teste de associação de palavras, 
as associações diretas, o equivalente à memorização pura, não se 
beneficiaram tanto de uma noite de sono, enquanto as associações de 
palavras foram mais capazes de resistir a associações interferentes.134 
Isso indica novamente que a memorização é menos afetada por sono, 
mas o desempenho generalizado é o mais afetado. Isso é verdade mesmo 
em bebês, nos quais o sono está correlacionado com o aumento das 
habilidades de generalização e abstração.135,136
Aqui, uma distinção importante deve ser feita entre acessar memórias 
declarativas explícitas e o fato geral de que o aprendizado envolve 
mudanças nas sinapses. Por exemplo, o efeito amnésico durante o sono 
pode ser devido à inibição pré-frontal. Assim como a inibição do córtex pré-
frontal significa que os sonhos não são reconhecíveis como sonhos 
quando estão ocorrendo, pode ser que a mesma inibição torne difícil a 
recordação no sentido do acesso cognitivo.21 Evidências anedóticas 
daqueles com diários de sonhos sugerem que prestar atenção aos sonhos 
os torna mais fáceis de lembrar, dando credibilidade a essa hipótese.12 
Além disso, experimentos de despertar repentino mostram que o conteúdo 
dos sonhos é comum e recuperável. Provavelmente, os efeitos de não ser 
capaz de formar ou acessar memórias episódicas de todos os sonhos no 
final da noite são devidos ao meio neuromodulador durante o sono.
cérebro sendo superajustado para a tarefa, que então desencadeia sonhos 
noturnos tentando generalizar o desempenho na tarefa. Evidências de 
sonhar com tarefas que melhoram especificamente o desempenho diário 
nessas tarefas podem ser encontradas em coisas como rastreamento de 
espelho131 e leitura com óculos invertidos.132 Mesmo dirigir carros 
parece correlacionado a sonhos sobre dirigir.75 Portanto, é provável que 
haja um componente homeostático para o OBH em que diferentes 
módulos, processos ou sistemas dentro do cérebro tornam-se 
superajustados pelo uso, que são mais propensos a desencadear sonhos 
envolvendo esses módulos. Nesse caso, os neurônios envolvidos no 
aprendizado recente seriam os mais afetados pelo overfitting. Dessa 
forma, o OBH pode explicar muitos dos resultados estatísticos de 
"repetição", uma vez que os neurônios que viram mudanças sinápticas no 
aprendizado de resposta são os mais afetados pela regularização do 
sonho, e uma vez que a replicação exata da sequência é rara e a maioria 
das "repetições" ocorre. '' é, na verdade, padrões de disparo nunca antes 
vistos.69 Outra linha de evidência para o OBH é que em humanos há 
evidência de dependência de tarefas quando se trata de saber se o sono 
melhora o aprendizado. Para humanos adultos, as tarefas perceptivas 
mostraram pouco ou nenhum aumento no aprendizado do sono, enquanto 
as tarefas cognitivas mostraram ganhos significativos com o 
aprendizado.133 Como é provável que os humanos adultos já tenham 
modelos perceptivos bem ajustados, devemos esperar que tarefas 
cognitivas complexas desencadeiem mais ganhos com um aumento na 
generalização. Embora os relatos de sonhos sejam realmente menos 
comuns em crianças pequenas, especialmente abaixo dos 7 anos de 
idade, pelo que se pode depreender, os sonhos das crianças são muito 
mais estáticose perceptivos, concentrando-se em cenas individuais em 
vez de narrativas ou eventos completos, indicando que os sistemas 
perceptivos são prováveis. ainda sendo reorganizados durante os 
sonhos.120 Enquanto isso, os recém-nascidos exibem "sono ativo", sua 
versão do REM, durante 50% de suas 16 a 18 horas de sono diário, talvez 
indicando que os primeiros modelos perceptivos estão em constante perigo de superajuste.
Finalmente, pode-se argumentar que é um problema para o OBH que 
os sonhos sejam geralmente amnésicos, sendo a memória explícita uma 
raridade durante os sonhos. Não seria estranho, então, que o conteúdo 
dos sonhos tivesse algum efeito sobre as habilidades de uma rede neural?
Há também a tradicional associação de longa data entre sonhos e 
criatividade, uma rica literatura. Relatos anedóticos sobre sonhos e 
criatividade são apoiados por estudos cuidadosos de como o sono melhora 
a abstração e o raciocínio nas tarefas.138,139 Isso se encaixa diretamente 
com o OBH, uma vez que um aumento na generalização levaria 
diretamente a mais percepções em problemas complexos ou melhor 
desempenho em tarefas cognitivas que requerem criatividade. Na verdade, 
explica melhor a ligação entre criatividade e sonho do que as hipóteses 
de que sonhar
Além disso, há evidências de estudos comportamentais de que o 
supertreinamento em uma tarefa de discriminação de textura leva à 
diminuição do desempenho nela e que o sono especificamente, acima e 
além da passagem do tempo, resgata esse desempenho.137 Isso se 
encaixa com relatos anedóticos de platô em termos de desempenho em 
uma tarefa, como um videogame, apenas para dormir e aumentar o 
desempenho no dia seguinte.
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do detalhe das experiências conscientes de vigília. Isso, segundo
conectividade de volta, o que se encaixa com a evidência de que os sonhos são
entradas reais ajudam redes neurais profundas a aprender tarefas do mundo real.144
três técnicas: um conjunto esparso, corrompido ou aleatório de entradas sensoriais, 
que provavelmente são criadas por feedback que explora o
que permitem desempenho de ponta em tarefas complexas usando conjuntos de 
redes feedforward que antecipam o outro
No geral, a sobreposição entre a fenomenologia dos sonhos
mundo.155
e texto. Isso provavelmente aumenta a relevância de recursos relevantes
criado a partir de um modelo generativo pode de fato ajudar com
o cérebro do que na pesquisa de aprendizagem profunda. Isso ocorre porque o
pode ser perseguido tanto experimental quanto teoricamente.
feedforward ou ter modelos externos que podem ser manipulados
de sujeitos em tarefas excessivamente repetitivas, a fim de garantir a condição de 
overfitting. Também pode incluir o uso de técnicas semelhantes
consistem em vários componentes. Sob o OBH, grande parte do
uma das razões pelas quais o abandono é bem-sucedido é que ele age como uma média
a randomização se assemelha à qualidade alucinatória dos sonhos em
tivo e complexo ao longo do tempo, particularmente durante a adolescência.152
nas camadas inferiores que recapitulam as propriedades estatísticas de
sonhar é o uso de algum modelo generativo para expandir o
quais os cérebros humanos entendem o mundo,154 a estimulação estocástica da 
estrutura hierárquica do cérebro produz narrativas, que agem como entradas 
alucinatórias e esparsas de baixo para cima
importante notar que os sonhos se assemelham ao abandono em sua escassez, 
pois não contêm tanta informação perceptiva,
período off-line é necessário. Dormir, possivelmente tendo originalmente
randomização de domínio usada em DNNs de treinamento. No domínio
o aprendizado pode se beneficiar dos sonhos. Isso envolve entender
modelo existe fora da própria rede, o que não é biologicamente realista no caso do 
cérebro, embora existam
e métodos comuns no campo de aprendizado profundo para mitigar
saída.146 Vale a pena notar que GANs e outros frequentemente produzem saídas 
fabulistas notoriamente oníricas.147 De fato,
natureza hierárquica do cérebro como um modelo generativo, e a
ou detalhes em geral, como experiências de vigília. Por exemplo,
para a aprendizagem, combatendo assim o overfitting e melhorando a generalização. 
Desta forma, eles são uma expansão direta do normal
pelos experimentadores, a estimulação das camadas superiores (geralmente
Validação experimental
''de cima para baixo.''151 Isso se encaixa ainda mais com a evidência de que sonhar
o OBH, na verdade auxilia, ao invés de atrapalhar, sua função.
A randomização de domínio tem sido utilizada em técnicas de ponta em deep 
learning, como sendo necessária para se ter um
que os sonhos se afastam significativamente das experiências normais, como se
Na idade adulta, os sonhos assumem a estrutura narrativa da
O benefício de sonhar está no domínio da generalização e não na memorização 
per se, e isso pode ser diferenciado com
conjunto de treinamento da rede neural, que pode auxiliar no aprendizado
entradas, como se a rede estivesse sendo estimulada de baixo para cima a partir 
de fontes imaginárias (isso é semelhante ao algoritmo de sono acordado discutido 
em ''Sonhos beneficiam o processamento preditivo refinando modelos generativos''). 
Este é provavelmente o
PREVISÕES
algumas exceções.150 E quanto aos casos em que a rede
randomização, as entradas durante o aprendizado são ''randomizadas'' em
evoluiu por outras razões de limpeza, é o momento perfeito.
como os sonhos podem ajudar a superar a dependência de um organismo
efeito sobre diferentes modelos dos quais os dados podem ser extraídos.
telefones são geralmente inutilizáveis em sonhos porque não há
O objetivo dessas experiências é ampliar e regularizar o
''conjunto de treinamento'' de um animal, já que narrativas e eventos são
em si atua o modelo generativo? Isso está muito mais próximo do
Os sonhos são um estado menor ou enfraquecido de experiência consciente
memorizar apenas os eventos de um dia, o que geralmente é altamente estatisticamente
desenhado a partir do modelo cerebral do mundo torna-se mais narrativo
através da injeção de ruído) pode levar a padrões de atividade
DNN resolve um cubo de Rubik usando uma mão de robô.145 Domínio
A terceira prática comum em aprendizado profundo que tem vínculos com
recentemente, um modelo generativo externo que criou uma entrada ''dream like'' 
ajudou a treinar um DNN para produzir o código por trás de um
overfitting, evitando a memorização pura e auxiliando a generalização dão 
credibilidade à ideia de que a função evoluída de
O OBH afirma que os sonhos se assemelham a uma combinação desses
enquanto minimiza recursos irrelevantes, auxiliando na generalização
O OBH reúne várias linhas de investigação em uma só
cérebro enfrenta muitos desafios que as redes neurais artificiais fazem
aprendizagem, como prevenir o esquecimento catastrófico.149 É
a sensação de ser distorcido ou corrompido de maneirasespecíficas. este
De fato, é provável que os sonhos sejam de fato o resultado de
várias tarefas. Modelos generativos estão por trás do sucesso de
cognição em que histórias e metáforas e eventos compõem
eles foram sorteados aleatoriamente de um conjunto variado de diferentes
caso no cérebro, em que a atividade estocástica no alto da hierarquia das regiões 
cerebrais cria padrões alucinatórios de entradas
enviesado. A teoria faz uma série de previsões específicas que
por causa desse abandono de estímulos de baixo para cima, faltando muito
caso do cérebro sonhador. Em redes que não são puramente
testes comportamentais. Por exemplo, pode ser que a medição direta
pode ajudar drasticamente com a aprendizagem e generalização. Paradoxalmente, 
simular entradas alucinatórias em vez de aprender com
ruído na estrutura hierárquica do cérebro que atravessa sua alimentação
sonhar é precisamente para esses propósitos.
detalhes fenomenológicos suficientes para suportar ícones tão pequenos
dado mapeamento matemático.148 Foi demonstrado que a entrada
como a própria percepção consciente procede e compreende o
"conjunto de treinamento" limitado e tendencioso do organismo para evitar o ajuste 
excessivo. Claro, a implementação precisa dessas técnicas (como sua natureza 
combinada) deve ser diferente para
tornando as representações mais robustas e invariantes, já que
A segunda técnica que dá suporte ao OBH é o método de
não. Qualquer organismo que implementasse abandono ou randomização de 
domínio durante seu aprendizado diário enfrentaria sérios processos de 
sobrevivência. Portanto, a fim de aumentar a generalidade e evitar o overfit ting e a 
memorização pura da entrada sensorial de vigília, um dedicado
deve-se notar que, na maioria desses casos, o generativo
telhado sendo explícito sobre perguntar como a generalização durante
A investigação experimental do OBH dentro da neurociência pode
redes adversárias generativas (GANs) e outras técnicas
domínios.
de overfitting é possível em humanos. Isso pode incluir o treinamento
através de conexões de feedback.
a função central do pensamento.153 Uma vez que as narrativas são o meio pelo qual
ACESSO LIVRE
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Análise
eu
10 Padrões 2, 14 de maio de 2021
que a potencialização sináptica ocorre durante o sono,140 indicando que
especialmente benéfico para aprender em DNNs.
feitas por indivíduos que operam em estados de privação de sono e em
neurociência'') e evidências teóricas (''Evidências de
tempo de vida do organismo fez o objetivo de evitar overfitting e
O OBH tem consequências não apenas para a neurociência, mas também
Notavelmente, o tipo de flexibilidade cognitiva e generalização que o
pode ser um ponto de criticidade onde as entradas foram alteradas para serem
os sonhos são um teste para fortalecer a capacidade do cérebro de
a maneira mais eficaz de desencadear sonhos sobre algo é
OBH está correto, então a natureza esparsa e alucinatória de
efeito melhorador semelhante no overfitting. Essas substituições de sonhos, 
transmitidas por meio de realidade virtual (RV) ou mesmo de vídeo, podem 
fornecer um meio simples, mas eficaz, de atrasar alguns dos defeitos cognitivos 
da privação do sono. Por exemplo, pode ser que um piloto
diurno no cérebro, pode significar que o ajuste para imitar
O OBH postula que o propósito evoluído dos sonhos é ajudar
generalização e o efeito da privação de sono em cada um. De acordo com o 
OBH, a memorização deveria ser menos afetada por
em VR) poderia evitar alguns dos efeitos da privação do sono.
sobre o sono, por exemplo, a ideia de que durante certos períodos
privação de sonho. Além de previsões comportamentais e estudos posteriores, 
há também a possibilidade de tentar rastrear
como aqueles dentro do aprendizado profundo para testar a generalização do 
desempenho.
de atividade do que repetições reais de sequências de vigília,69 um fato
sob privação de sono durante períodos críticos, o que pode levar a
de seu conjunto de treinamento e, em seguida, entrada corrompida alucinatória 
gerada a partir de suas conexões de cima para baixo. Isso deve prevenir ou
para o OBH é que os sonhos são para defender o estado neural163
para o campo de aprendizagem profunda. Isso é particularmente verdadeiro para 
modelos biologicamente realistas, como modelos de neurônios com picos tálamo-
corticais em larga escala, que já foram usados anteriormente para investigar
a generalização crescente torna-se adaptativa. A OBH não
Aprendendo''). Em muitos casos, pode explicar melhor os resultados observados
do que as entradas normais, e alucinatórias porque devem ser agrupadas de 
uma maneira diferente em comparação com a entrada padrão ''diária''.
plasticidade sináptica em resposta aos sonhos. Isso pode incluir
que tem voado por um longo período de tempo está começando a se adequar à 
sua tarefa, e uma exposição rápida, mas intensa, a um ambiente totalmente
Os sonhos sugerem que devemos esperar distorções de distribuições de entrada 
que combatem com sucesso o overfitting tem essas qualidades.
Em modelos animais não houve tentativas explícitas de
aprender durante os próprios sonhos deixa para trás um traço sináptico.
A resposta cria sistemas de segurança contra falhas mais robustos.
generalização por corrupções estocásticas de entrada sensorial normal,
privação de sono do que generalização. Portanto, usando o mouse
do sono, há eliminação contínua de resíduos metabólicos.28 Neste
O impacto das substituições pode ser examinado tanto comportamentalmente
que ainda são treináveis na forma de DNNs162 podem ser usados para
(embora isso possa ser contrariado por arquivos profissionais de ativação não 
ativa durante o sonho). Como hipótese, ela compartilha preocupações de fundo 
semelhantes com a da abordagem de energia livre para
aumentou as taxas de acidentes,158 e tem um impacto monetário significativo
que, como já foi apontado na literatura anterior, indica
sobreajuste de atraso.
padrões de atividade onírica cíclica poderiam ter os efeitos mais
Isso pode ser testado diretamente em DNNs de última geração, bem como
do que outras hipóteses (hipóteses comparativas são discutidas
coisas como rastrear alterações na morfologia da coluna dendrítica durante o 
REM, que foram usadas para rastrear a morfologia da coluna
Além disso, o OBH prevê que pode haver a possibilidade de
que sonhar pode desempenhar algum tipo de papel na generalização ou essência
Que tipo de viés estocástico permite que os sonhos distorçam a entrada
separar a diferença entre memorização pura e
tipo diferente de estímulo visual (como uma cena de natureza onírica
DISCUSSÃO
O OBH não necessariamente contradiz outras hipóteses
mesmo contradizem algumas hipóteses sobre sonhos, acrescentando
o desenvolvimento da conectividade cortical e seu efeito na lenta
OBH afirma que o propósito dos sonhos é altamente importante para
tão onírico quanto possível e este é o meio mais eficaz de
explorar os benefícios dos sonhos diretamente. Nesse