Prírodou inšpirované algoritmy

Nadprodukcia

Neurónová konektivita môže byť potencionálne narušená mutáciami, ktorá ovplyvňuje len niektoré neuróny v sieti. Ak sa skupina neurónov A pripája na skupinu B, potom mutácia, ktorá ovplyvňuje iba A, môže byť dosť silná na pretrhnutie celého obvodu zahrňujúceho A aj B. Takéto zmeny sa nazývajú nesúhlasné. Na rozdiel od toho, mutácie, ktoré ovplyvňujú A aj B komplementárnym spôsobom sa nazývajú súhlasné zmeny. Keďže nesúhlasné zmeny sú potencionálne ničiace, tomuto problému možno predísť ak B má tlmiaci mechanizmus, ktorý mu umožňuje reagovať na veľkú škálu možných konfigurácií A.

Jeden takýto tlmiaci mechanizmus je nadprodukcia neurónov v B. Ak je počet spojení vychádzajúcich z A do B redukovaný alebo zvýšený mutáciou, vonkajšie bunky produkované časťou B môžu ľahko odstránené pomocou apoptózy alebo plánovanej smrti bunky. V každom prípade, fungujúce spojenie medzi A a B sa bude vyvíjať.

Nadprodukcia ako tlmiaci mechanizmus bola dokumentovaná v spojeniach medzi očami a mozgom mačky. Európske divé mačky sa vyvinuli pre život v studenom prostredí, lovia cez deň, zatiaľ čo Severoafrické mačky, od ktorých sa oddelili domáce mačky, lovia v noci. Pretože sú iné požiadavky na lov cez deň, divé mačky majú podstatne viac svetelných receptorov, čapíkov, v centre ich vizuálneho poľa, čo ústi do optického nervu s viacerými neurónmi posielajúcimi signály do laterálneho kortexu (LGN). Zaujímavé je, že embrya divých mačiek majú to isté množstvo axónov ako domáce mačky v ich optickom nerve v skorom štádiu vývinu. Avšak pri domácich mačkách, množstvo buniek, ktoré sa na začiatku tvoria, umiera, zatiaľ čo podstatne menej ich umiera divým mačkám. Naviac, štúdie krížených mačiek odhalili, že množstvo axónov v ich optickom nerve sa podstatne mení. Napriek tejto rozmanitosti, počet buniek v LGN sa vždy dá porovnať s počtom neurónov v optickom nerve, čo indikuje, že smrť buniek je použitá ako tlmiaci mechanizmus genetickým systémom, ktorá produkuje optický nerv. Takže, či sa veľkosť optického nervu zväčšuje alebo zmenšuje po generácie, LGN vždy poskytuje správny počet spojení pre fungovanie systému.

Ako by mohla nadprodukcia fungovať v UE? Ak by samotná špecifická identita bola použitá v UE systéme, nadprodukcia by nemohla byť použitá. Avšak, môžu byť špecifikované aj cieľové bunky, ktoré ešte neexistujú, spojenie k takým bunkám by mohlo byť odstránené, použitím nadprodukcie. Naopak, nadprodukcia s relatívnym zameriavaním na pozíciu je relatívne ľahko implementovateľná. Ak axón zameriava na prázdnu pozíciu, môže byť zrušený. Niektoré UE systémy už odstraňujú nepoužité axóny, ktoré vyvstali z nadprodukcie preto aby dovolili relatívnemu zameriavaniu väčšiu nepresnosť. Všetky tri stratégie založené na nepresnosti, čo je stochastickosť, súťaživosť a nadprodukcia, sú previazané a presahujúce sa v ich aplikácii v prírode. Možno by taktiež umožnili bezpečnejšie prehľadávanie v genotypickom priestore UE.