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[AI学术] ApproxBrain:连接组约束神经系统的充分性前沿认证

发布于:2026-11-07 22:00 最后更新:2026-11-08 12:04
#algorithm #Neural #Artificial Intelligence

背景:连接组描述神经系统可用的结构基质,但并未指明完成特定计算所需的子集。已有的紧凑充分电路仅给出点估计——单一子集、单一任务、单一保真阈值、单一参数化。

方法:我们将计算充分性形式化为在给定任务和容差对(允许的退化 $\epsilon$、允许的失败比例 $\rho$)条件下的成本索引神经子集族,区分任务适足性与表型保真度,并在持出参数抽样上使用单侧界限对候选进行认证,而非报告单一最小值。我们度量单一电路无法表达的三类量:不可分解性、退化性以及基于干预的角色分类。

结果:在公开的行走模拟器上,已发布的 148 神经元电路在 32 次持出抽样中平均 $D_{\text{task}} = 0.017$ 且无失败,证明其充分;任何 146 或 147 神经元子集均不充分,且去除其三 interneuron 中任意一个都会破坏适足性。补全划分在七个随机种子中恰好恢复该集合三次,在五次中达到相同规模,评估次数在 66‑97 次之间,而同预算下对 221 神经元的层次捆绑需要更多评估。仅改变任务会改变所需神经元:我们找到的最佳解分别保留 155 和 149 神经元,仅共享 11 个可搜索神经元中的 3 个。放宽容差揭示了替代的充分电路,整个中枢神经系统接口在所有复制中均失败,而 93 个搜索选取的神经元提供了认证解。

结论:充分性是集合值,需同时以任务和容差为条件,没有单一搜索策略在所有情形下占优。前沿只能在与仅接口基线、容差和预算共同解释时有意义,所有结果均为相对模型的。

点评:本研究展示了在连接组约束下评估神经子集充分性的系统方法,强调了任务和容差对电路规模的决定作用,为神经计算的可解释性提供了新视角。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2611.06929

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