¿Puede el cerebro humano sufrir de sobreajuste?

Tomemos como ejemplo nuestro sistema educativo. Hay muchas personas que aprenden de memoria el libro de texto en la escuela y aprenden preguntas y respuestas palabra por palabra. Pueden o no comprender el verdadero concepto subyacente que se enseña en el tema en particular. Hay otros que pasan el tiempo y entienden bien el concepto, pero tal vez no puedan recordar todos los hechos.

Ahora, dependiendo del tema y el tipo de examen realizado, este puede ser un ejemplo clásico de sobreajuste vs generalización. Si el conjunto de pruebas, es decir, el documento de preguntas del examen, solo tiene preguntas del libro de texto, la primera categoría de personas obtendrá excelentes calificaciones. La segunda categoría casi inevitablemente puntúa menos en promedio. Sin embargo, si el documento de preguntas se basa en la aplicación y utiliza el conocimiento dado un escenario desconocido, se observaría que la segunda categoría de personas funcionaría mejor y la primera categoría podría fallar miserablemente.

Esto es solo un ejemplo simbólico suelto y no verificado con estadísticas reales o representativo de toda la población.

¡Interesante pregunta!

Comencemos definiendo el sobreajuste en inglés simple. Aquí hay 2 ejemplos de sobreajuste (curva verde y curva azul respectivamente):

Entonces, el ajuste excesivo puede definirse como una tendencia a suponer que todos los datos, incluidos los aislados, son completamente ciertos. Esto lleva a perder el patrón real y a tomar decisiones futuras basadas en esta suposición.

¿Puede pasar esto con los humanos? Por supuesto. Imagina que estás planeando comprar un auto. Hace una extensa investigación en Internet, tratando de finalizar qué coche comprar. Luego, un amigo suyo le da una opinión sobre el automóvil A. Es posible que esa opinión no se alinee muy bien con otra información que recopiló de Internet, y es posible que ni siquiera intente justificarla buscando en Internet. Pero probablemente le dé un poco de importancia al tomar su decisión. Esta situación es similar a la definición de sobreajuste anterior.

Verá muchos de esos ejemplos en la vida real, esencialmente tendemos a formar opiniones basadas en declaraciones / hechos aislados de personas todo el tiempo.

Fuente de la imagen: Wikipedia

Seguro que sí. Las supersticiones son uno de esos ejemplos.

El sobreajuste ocurre cuando un modelo intenta ajustarse al ruido en los datos. Como señala Prasoon Goyal, cuando las decisiones / predicciones deben ser hechas por este modelo (que “presume” que el ruido es información significativa), las cosas no funcionan bien.

Las supersticiones surgen debido a una variedad de razones. Algunos están enraizados en la religión, otros en mitos, mientras que otros se convierten en parte de la psique por pura casualidad.

Considere esto, usted usa una camiseta azul para el examen y lo hace miserablemente en el examen. Ahora, usar esa camiseta no tuvo nada que ver con hacer mal en el examen. Pero por alguna razón, su cerebro decide que usar una camiseta azul para el examen es una mala idea. ¿Que pasó? Bueno, tu cerebro está “sobreequipado” con un punto de datos sin sentido (ruido). Una vez que eso sucedió, este conocimiento afectará todas sus acciones futuras hasta que lo saque de su sistema.

Entonces, sí, los cerebros humanos no se ajustan al ruido aleatorio.

Ah, y cuando vayas a la sala de exámenes la próxima vez, asegúrate de mantener el regularizador encendido 😉

El sobreajuste ocurre en redes neuronales artificiales. El cerebro humano no funciona como una red neuronal artificial, por lo que hablar sobre el concepto de sobreajuste del aprendizaje automático con respecto al cerebro no tiene sentido.

Sí, si no somos demasiado teóricos sobre el concepto.

Pensando demasiado

Fuente: [1]

Cuando nos enfrentamos con decisiones difíciles o cuando nos damos demasiado tiempo para llegar a algún tipo de conclusión, tendemos a pensar demasiado a menudo, podemos ver esto como el cerebro sobreajustado.

Cuando pensamos demasiado, tendemos a considerar muchos escenarios hipotéticos. Sus criterios de decisión siguen siendo los mismos, pero obtiene resultados diferentes al jugar estos escenarios hipotéticos en su cabeza. Su cerebro se esfuerza por desarrollar un modelo lógico de toma de decisiones debido a tener en cuenta demasiados escenarios poco realistas.

Esto resulta en un modelo sobreajustado.

Notas a pie de página

[1] Imagen en adam-eason.com

Seguro que sí, muchas veces.

Aquí hay una imagen.

Pasar la imagen a una salida de generador de leyenda de imagen demasiado ajustada – ‘Un hombre sentado contra una pared y dos hombres de pie’

¿Crees que dio el resultado correcto?

Mira los alrededores. Esta es una ilusión óptica y usted acaba de encajar.

Fuente de la imagen: 40 ejemplos increíbles de ilusiones ópticas en fotos

El sobreajuste es efectivamente la memorización de los datos de entrenamiento. Por lo tanto, el modelo “frágil” no puede generalizarse a ejemplos nuevos e imprevistos.

Un análogo del mundo real es cómo los estudiantes, especialmente en K-12, se sienten incentivados a memorizar información mediante la realización de pruebas de opción múltiple. Las respuestas dependen increíblemente del contexto, dentro del contexto de la prueba de opción múltiple, se hace muy difícil generalizar y usar la información en la realidad menos artificial y mucho más desordenada de los problemas en el mundo exterior.

Supongo que de manera más concreta, el cerebro usa la dopamina como su función de recompensa y, en ciertos casos, puede quedar atrapada en circuitos como la adicción al juego y la drogadicción.

Podemos buscar información que fomente la creencia, sin tener en cuenta la información contraria, conocida como sesgo de confirmación, que creo que es básicamente Overfitting.

Algunas piezas interesantes que encontré cuando busqué en Google …

Errores en el uso temprano de las palabras – Wikipedia

¿Por qué el cerebro humano no se sobrepone cuando se entrena en alguna tarea?