整合信息论和临界性、意识的联系｜周六分享·整合信息论读书会

导语

为了系统梳理整合信息论，北京师范大学系统科学学院教授、集智俱乐部创始人张江老师领衔发起「」，希望探讨整合信息论的基础理论框架、近似计算方法，在神经科学中的应用、在复杂系统中的拓展应用、系统临界态，以及机器意识等主题。

本周六（11月30日）上午9:00将进行这一系列读书会的第八期分享，由清华大学心理与认知科学系博士研究生程奥华介绍整合信息论和临界性、意识的联系。欢迎感兴趣的朋友加入读书会一起讨论交流，期待更多感兴趣的研究者能够在这片方兴未艾的研究领域找到未来的科研方向。

内容简介

整合信息量是衡量系统信息整合能力的重要物理量，被意识的整合信息理论（IIT）提出作为评估复杂系统意识水平的工具。然而，由于原始定义的模糊性和计算复杂度过高，其在实际神经科学实验中的应用受到限制。本报告会介绍基于错配解码和信息几何的整合信息量，提供了进一步的理论支持。在此基础上，引入实空间唯象重整化群的粗粒化技巧，解决了整合信息量的计算瓶颈，成功将计算方法应用于小鼠麻醉数据的分析上。其结果表明，按上述方法计算得到的整合信息量的确可以反映小鼠不同阶段意识水平的变化，且这种变化趋势在取不同计算参数的情形下依然鲁棒。这一普适的计算优化方法对整合信息量在神经科学领域的后续应用具有重要意义。

内容大纲

整合信息理论简介

整合信息理论的可计算形式

• 基于错配解码的整合信息量

• 基于信息几何的整合信息量

重整化群与整合信息量计算

• 唯象重整化群

• 高维系统应用

核心概念

错配解码 Mismatched decoding

信息几何 information geometry

唯象重整化群 Phenomenological Renormalization Group

主讲人

程奥华： 清华大学心理与认知科学系，研究领域为复杂系统与统计物理，计算神经科学。

分享信息：

时间：2024年11月30日（本周六）上午9:00-11:00

报名参与读书会：

斑图链接：https://pattern.swarma.org/study_group_issue/807?from=wechat

扫码参与，加入群聊，获取系列读书会回看权限，加入「意识的量化与建模」社区，与社区的一线科研工作者沟通交流，共同推动这一前沿领域的发展。

报名成为主讲人

读书会成员均可以在读书会期间申请成为主讲人。主讲人作为读书会成员，均遵循内容共创共享机制，可以获得报名费退款，并共享本读书会产生的所有内容资源。详情请见：

参考文献

1. Oizumi M, Amari S, Yanagawa T, et al. Measuring integrated information from the decoding perspective[J]. PLoS computational biology, 2016, 12(1): e1004654.

2. Oizumi M, Tsuchiya N, Amari S. Unified framework for information integration based on information geometry[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(51): 14817-14822.

3. Meshulam L, Gauthier J L, Brody C D, et al. Coarse–graining and hints of scaling in a population of 1000+ neurons. arXiv 2018[J]. arXiv preprint arXiv:1812.11904.

4. Khajehabdollahi S, Abeyasinghe P M, Owen A M, et al. The emergence of integrated information, complexity, and consciousness at criticality[J]. bioRxiv, 2019: 521567.

5. Aguilera M. Scaling behaviour and critical phase transitions in integrated information theory[J]. Entropy, 2019, 21(12): 1198.

整合信息论读书会

为什么我们在清醒时有意识，而在无梦的睡眠中意识水平大大降低？为什么我们的意识由大脑的某些部分产生，而非其他部分？为什么大脑的特定部分与视觉和听觉等意识体验密切相关？这些具体的问题本质上涉及到，理解决定一个系统产生意识体验的条件，以及理解决定一个系统具有何种意识的条件。整合信息论（IIT）试图用几何学一般的公理体系来解释意识是什么，意识如何测量。根据该理论，意识对应于一个系统整合信息的能力。

为了深入探索意识奥秘，系统梳理整合信息论的理论体系，北京师范大学系统科学学院教授、集智俱乐部创始人张江领衔发起，组织对本话题感兴趣的朋友，深入研读相关文献，激发科研灵感。读书会分为以下几个部分：整合信息论综述，基础理论框架，近似计算方法，在神经科学中的应用，在复杂系统中的拓展应用，Φ与系统临界态，以及机器意识。2024年9月28日开始，每周六上午9:00-11:00进行，持续时间预计 10 周，欢迎感兴趣的朋友报名参与！

详情请见：