論文の概要: Transformer Dynamics: A neuroscientific approach to interpretability of large language models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.12131v1
• Date: Mon, 17 Feb 2025 18:49:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-18 20:34:45.496386
• Title: Transformer Dynamics: A neuroscientific approach to interpretability of large language models
• Title（参考訳）: Transformer Dynamics:大規模言語モデルの解釈可能性に関する神経科学的アプローチ
• Authors: Jesseba Fernando, Grigori Guitchounts,
• Abstract要約: 我々はトランスモデルにおける残留ストリーム(RS)に注目し、層をまたいで進化する動的システムとして概念化する。 個々のRSユニットの活性化は、RSが非特権ベースであるにもかかわらず、層間において強い連続性を示す。 縮小次元空間において、RS は下層に誘引子のようなダイナミクスを持つ曲線軌道に従う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As artificial intelligence models have exploded in scale and capability, understanding of their internal mechanisms remains a critical challenge. Inspired by the success of dynamical systems approaches in neuroscience, here we propose a novel framework for studying computations in deep learning systems. We focus on the residual stream (RS) in transformer models, conceptualizing it as a dynamical system evolving across layers. We find that activations of individual RS units exhibit strong continuity across layers, despite the RS being a non-privileged basis. Activations in the RS accelerate and grow denser over layers, while individual units trace unstable periodic orbits. In reduced-dimensional spaces, the RS follows a curved trajectory with attractor-like dynamics in the lower layers. These insights bridge dynamical systems theory and mechanistic interpretability, establishing a foundation for a "neuroscience of AI" that combines theoretical rigor with large-scale data analysis to advance our understanding of modern neural networks.
• Abstract（参考訳）: 人工知能モデルが規模と能力で爆発した今、その内部メカニズムの理解は依然として重要な課題である。 本稿では,神経科学における力学系アプローチの成功に触発され,深層学習システムにおける計算の研究のための新しい枠組みを提案する。 我々はトランスモデルにおける残留ストリーム(RS)に注目し、層をまたいで進化する動的システムとして概念化する。 個々のRSユニットの活性化は、RSが非特権ベースであるにもかかわらず、層間において強い連続性を示す。 RSの活性化は、個々のユニットが不安定な周期軌道を辿りながら、層上でより加速し、より密に成長する。 縮小次元空間において、RS は下層に誘引子のようなダイナミクスを持つ曲線軌道に従う。 これらの洞察は力学系理論と機械論的解釈可能性の橋渡しであり、理論的な厳密さと大規模データ分析を組み合わせて現代のニューラルネットワークの理解を前進させる「AIの神経科学」の基礎を確立している。

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