<html>
  <head>
    <meta content="text/html; charset=UTF-8" http-equiv="Content-Type">
  </head>
  <body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000">
    Leonid,<br>
    <br>
    Good question:  How logic emerges from illogical neural firings?<br>
    <br>
    Many neural net researchers have a background in electrical
    engineering or physics, but not much in computer science.  To
    understand how a new category of neural networks (DN) can do
    abstraction, one needs to be familiar with the <br>
    automata theory typically taught in computer science.  Mathematical
    logic (proposition logic, first order logic, second order logic,
    etc.) is useful for understanding what formal logic means. But
    mathematical logic is not sufficient to explain brain functions.  <br>
    Brain functions are not based on mathematical logic.  <br>
    <br>
    Why? <br>
      <br>
    -John<br>
    <br>
    <br>
    On 10/22/11 10:15 AM, leonid wrote:
    <blockquote cite="mid:8D6BCA6916CA463CA63BF96D152976E9@jung"
      type="cite">
      <meta content="text/html; charset=UTF-8" http-equiv="Content-Type">
      <meta name="GENERATOR" content="MSHTML 8.00.6001.19154">
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
            color="#0000ff" face="Arial" size="2">John,</font></span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"></span> </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
            color="#0000ff" face="Arial" size="2">Thank you for the good
            words.</font></span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"></span> </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
            color="#0000ff" face="Arial" size="2">Michael,</font></span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"></span> </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
            color="#0000ff" face="Arial" size="2">When you were at MIT
            we were developing similar techniques. Now you rely on
            logic. The problem with logic is: How it emerges from
            illogical neural firings?</font></span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"> </span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us">
        <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
          lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">We would be glad to
              get you involved.</font></span></div>
        <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
          lang="en-us"><span class="890360614-22102011"></span> </div>
        <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
          lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">Best</font></span></div>
        <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
          lang="en-us"><span class="890360614-22102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">Leonid</font></span></div>
      </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"></span> </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><span class="890360614-22102011"> </span></div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us">
        <hr tabindex="-1">
      </div>
      <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
        lang="en-us"><font face="Tahoma" size="2"><b>From:</b> Juyang
          Weng [<a class="moz-txt-link-freetext" href="mailto:weng@cse.msu.edu">mailto:weng@cse.msu.edu</a>] <br>
          <b>Sent:</b> Thursday, October 20, 2011 8:09 PM<br>
          <b>To:</b> leonid; <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:leonid@seas.harvard.edu">leonid@seas.harvard.edu</a><br>
          <b>Cc:</b> 'bmilist'; Michael I Jordan<br>
          <b>Subject:</b> Re: BMI debate: Can we start to look at the
          brain-mind from the entire system point of view?<br>
        </font><br>
      </div>
      Hi Leonid,<br>
      <br>
      You provided a great list of items.  I also agree that views from
      top and views from bottom and many levels in the middle are all
      needed. <br>
      <br>
      I provide a key divide between symbolic representations and
      emergent representations for us to start:<br>
      Michael I. Jordan correctly stated at the David Rumelhart Memorial
      Plenary Talk, IJCNN 2011 that neural networks do not abstract
      well.  He talked about symbolic models instead.<br>
      <br>
      (a) What did he mean by neural networks do not abstract well?<br>
      (b) Why did a researcher who has done neural nets before talked
      about instead symbolic models at a major neural network conference
      in honor of a neural network pioneer?<br>
      <br>
      I give him a CC just in case he is interested.<br>
      <br>
      -John<br>
      <br>
      On 10/20/11 4:45 PM, leonid wrote:
      <blockquote cite="mid:5B22AABFC3A044BB931CBE2FE81CBEBF@jung"
        type="cite">
        <meta name="GENERATOR" content="MSHTML 8.00.6001.19154">
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">Hello to everybody</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"></span> </div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">Views from the top
              and views from the bottom must be combined. Physics is a
              successful science because it concentrates on fundamental
              principles, and then proceeds to experimentally verifiable
              predictions. There are first principles operating in the
              mind and brain. There are first principles at every level
              of organization of matter. For the brain-mind I would list
              few:</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"></span> </div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">- hierarchical
              organization of mental representations</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">- bottom-up and
              top-down signal interactions</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">- instinctual drives
              measuring vital organismic parameters and communicating
              results to decision-making mechanisms</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">- emotions serving
              as neural signals communicating (as above) satisfaction or
              dissatisfaction of instinctual drives</font></span></div>
        <div dir="ltr" align="left"><span class="546400720-20102011"><font
              color="#0000ff" face="Arial" size="2">(the two principles
              above are discovered by Grossberg-Levine theory)</font></span></div>
        <div><span class="546400720-20102011"></span><font face="Arial"><font
              color="#0000ff"><font size="2">-<span
                  class="546400720-20102011"> </span>the most important
                instinctual drive is<span class="546400720-20102011">
                  the "instinct for knowledge." It drives matching of
                  bottom-up and top-down signals so that mental
                  representations are similar to reality (it is more
                  important than</span> survival or procreation<span
                  class="546400720-20102011">, because survival is not
                  possible without perception and cognition)</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- "vague-to-crisp" process
                  evolves mental representations to match reality, this
                  is the operation of the instinct for knowledge, which
                  overcomes exponential complexity</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- special emotions
                  correspond to the knowledge instinct; these are not
                  basic, but aesthetic emotions explaining higher human
                  cognitive abilities from understanding and cognition
                  of objects an situations to abstract concepts, and
                  higher up to "mysterious" meanings of life and
                  emotions of the beautiful</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- we need to understand the
                  difference between language and cognitive
                  representations, and how they interact</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- how the hierarchy of
                  cognition is learned by every human child</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- what are emotions of
                  cognitive dissonances, and how human evolution
                  overcame these (most likely - music)</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- some of the above are
                  described by mathematical models - this is a must</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">- some of the above is
                  experimentally confirmed - this is a must</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011"></span></font></font></font> </div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">What did I miss ? (possibly
                  something) - please add fundamental laws, explaining a
                  lot from few assumptions, mathematical models of these
                  processes making experimental predictions, and finally
                  experimental tests of all of the above.</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011"></span></font></font></font> </div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">Best</span></font></font></font></div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011">Leonid</span></font></font></font></div>
        <div> </div>
        <div> </div>
        <div><font face="Arial"><font color="#0000ff"><font size="2"><span
                  class="546400720-20102011"></span></font></font></font> </div>
        <div><br>
        </div>
        <div dir="ltr" class="OutlookMessageHeader" align="left"
          lang="en-us">
          <hr tabindex="-1"> <font face="Tahoma" size="2"><b>From:</b>
            Juyang Weng [<a moz-do-not-send="true"
              class="moz-txt-link-freetext"
              href="mailto:weng@cse.msu.edu">mailto:weng@cse.msu.edu</a>]
            <br>
            <b>Sent:</b> Thursday, October 20, 2011 2:08 PM<br>
            <b>To:</b> bmilist<br>
            <b>Subject:</b> BMI debate: Can we start to look at the
            brain-mind from the entire system point of view?<br>
          </font><br>
        </div>
        Dear all: <br>
        <br>
        After talking to some of my colleagues, we here kick of a BMI
        debate via this email on <a class="moz-txt-link-abbreviated"
          href="mailto:bmi@lists.cse.msu.edu" moz-do-not-send="true">bmi@lists.cse.msu.edu</a>.<br>
        Many of you on this anonymous list told me that they are
        interested and want to be posted.  However, we will use this<br>
        anonymous list sparely.   If you want to keep posted about this
        debate and other BMI activities, sign on bmi mailing list <br>
        at <a class="moz-txt-link-freetext"
          href="http://lists.cse.msu.edu/cgi-bin/mailman/listinfo/bmi"
          moz-do-not-send="true">http://lists.cse.msu.edu/cgi-bin/mailman/listinfo/bmi</a>
        or simply Google it with key words like "BMI mailing list MSU".<br>
        Once you receive email from the mailing list, you can post
        simply via reply.   BMI mailing list is a moderated list to
        avoid<br>
        unrelated emails.  If there are sufficient interest, BMI might
        host a live web debate in a few weeks.  Post your views!<br>
        <br>
        The following email I sent to Dave Touretzky is the kick-off for
        the BMI debates.  I will provide some interesting examples soon.<br>
        <br>
        On 10/20/11 12:59 PM, Juyang Weng wrote:
        <blockquote cite="mid:4EA05385.5050906@cse.msu.edu" type="cite">Hi
          Dave,<br>
          <br>
          I read some of your papers about hippocampus, which are very
          interesting.  Let me inject some basic but probably very
          controversial ideas you probably will reject.  If you do not
          mind, I will post this discussion to the BMI mailing list.  
          The main purpose is to attract more talented researchers to
          this important brain-mind subject.   <br>
          <br>
          How about looking at the brain from a top system point of
          view?  I believe that top (but detailed) theory is powerful,
          since the brain basically does signal processing (not in the
          traditional sense).   Maybe with this view, our future design
          of experiments could be  more productive?  Let me start from
          one example:<br>
          <br>
          One of your papers is "Synaptic Learning Models of Map
          Separation in the Hippocampus", <i>Neurocomputing</i>, <b>32</b>:379-384,
          2000.   The co-authors wrote: "If the perforant path
          projection to CA3 functions as a pattern completion mechanism,
          and the DG projection via the mossy fibers performs pattern
          separation (O'Reilly and McClelland, 1994), then ..."<br>
          <br>
          My new perspectives about the brain benefited from such local
          views, but I think that such local views can also benefit from
          the entire brain-mind point of view, in the sense of a giant
          Finite Automaton (FA).   This brain FA is not handcrafted, but
          rather developed, since all phenotypes emerge from a single
          cell (zygote).   So, I model such a developmental FA as the
          Developmental Network (DN).  Then, the Hippocampus is simply a
          very small part of a giant DN.  According to how the DN works,
          I predict the following:  If we focus on a small part (e.g.,
          Hippocampus) of this DN, we definitely will get hopelessly
          lost, like a hiker in a forest without a global map.   He can
          see some local phenomena from where he stands, but he did not
          see the entire forest.  <br>
          <br>
          Focused, per-phenomenon discoveries have been prevailing in
          the brain science literature in the modern science, with few
          exceptions (Charles Darwin is one).  This is probably because
          only such papers can be accepted and funded in the modern
          time.  Although those phenomena are useful, they are piece
          meals.  Now, there seem to have enough pieces to put the grand
          puzzle together.  I have established what a DN can do in real
          time, by modeling the brain-mind from the entire FA (DN) point
          of view.  Since all pieces of DN seem to fit what we know
          about the brain science, the brain should not be less
          efficient than a DN.<br>
          <br>
          You can say that this is just fantasy, but I have a series of
          rigorous proofs. <br>
          <br>
          Daniel M. Wolpert said at SfN 2009 that the over 1400-page
          long volume of "Principles of Neural Science" by Kandel et al.
          could be much condensed if we could model the entire brain in
          computational theory.   I hope that the DN theory can help
          that condensing process. <br>
          <br>
          A major infrastructure problem is that what I talked about
          above spans at least 6 disciplines.   Meaningful conversations
          are extremely difficult.  If you feel angry or insulted by my
          above text, I feel that it is partially because of this huge
          divide. <br>
          <br>
          I am giving a CC to Jay, as his work was cited. <br>
          <br>
          Best regards,<br>
          <br>
          -John</blockquote>
        <br>
        -John<br>
        <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
--
Juyang (John) Weng, Professor
Department of Computer Science and Engineering
MSU Cognitive Science Program and MSU Neuroscience Program
3115 Engineering Building
Michigan State University
East Lansing, MI 48824 USA
Tel: 517-353-4388
Fax: 517-432-1061
Email: <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:weng@cse.msu.edu" moz-do-not-send="true">weng@cse.msu.edu</a>
URL: <a class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.cse.msu.edu/%7Eweng/" moz-do-not-send="true">http://www.cse.msu.edu/~weng/</a>
----------------------------------------------

</pre>
        <hr noshade="noshade" size="1">
        <p class="avgcert" color="#000000" align="left">No virus found
          in this message.<br>
          Checked by AVG - <a href="http://www.avg.com"
            moz-do-not-send="true">www.avg.com</a><br>
          Version: 10.0.1411 / Virus Database: 1522/3963 - Release Date:
          10/20/11</p>
      </blockquote>
      <br>
      <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
--
Juyang (John) Weng, Professor
Department of Computer Science and Engineering
MSU Cognitive Science Program and MSU Neuroscience Program
3115 Engineering Building
Michigan State University
East Lansing, MI 48824 USA
Tel: 517-353-4388
Fax: 517-432-1061
Email: <a moz-do-not-send="true" class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:weng@cse.msu.edu">weng@cse.msu.edu</a>
URL: <a moz-do-not-send="true" class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.cse.msu.edu/%7Eweng/">http://www.cse.msu.edu/~weng/</a>
----------------------------------------------

</pre>
      <hr noshade="noshade" size="1">
      <p class="avgcert" color="#000000" align="left">No virus found in
        this message.<br>
        Checked by AVG - <a moz-do-not-send="true"
          href="http://www.avg.com">www.avg.com</a><br>
        Version: 10.0.1411 / Virus Database: 1522/3963 - Release Date:
        10/20/11</p>
    </blockquote>
    <br>
    <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
--
Juyang (John) Weng, Professor
Department of Computer Science and Engineering
MSU Cognitive Science Program and MSU Neuroscience Program
3115 Engineering Building
Michigan State University
East Lansing, MI 48824 USA
Tel: 517-353-4388
Fax: 517-432-1061
Email: <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:weng@cse.msu.edu">weng@cse.msu.edu</a>
URL: <a class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.cse.msu.edu/~weng/">http://www.cse.msu.edu/~weng/</a>
----------------------------------------------

</pre>
  </body>
</html>