Inson miyasi faoliyatining sirlari doimo olimlarni tashvishga solib kelgan. Har doim inson miyasiga taqlid qilishga urinishlar bo'lgan. Inson miyasi loyihasi ana shunday urinishlardan biridir. Olimlar qaysi bosqichda? Muvaffaqiyatlar bormi?
Inson miyasi biz bilgan eng sirli biologik kompyuterdir. Darhaqiqat, olimlar bu haqda asrlar davomida tobora takomillashtirilgan usullarni o'rganishga urinishlariga qaramay, biz bu haqda etarli ma'lumotga ega emasmiz. Faqat eng so'nggi texnologiyalar bizga oldindan taxmin qilishimiz mumkin bo'lgan haqiqiy bilimlarni berishi mumkin. Bu biz hali ham to'liq xabardorlikdan uzoq ekanligimiz haqiqatini o'zgartirmaydi. Zamonaviy olimlar qaysi bosqichda?
Shuningdek, qiziqarli: Neyron tarmoqlar nima va ular qanday ishlaydi?
"Sun'iy intellekt" atamasi
1950-yillarda "sun'iy intellekt" atamasi fanda birinchi marta paydo bo'lganida va AI tadqiqotchilari siz mashinani o'zingiz qila olmaydigan narsalarni qilishga o'rgatish mumkinligini muvaffaqiyatli isbotlaganlarida, ular bundan hayajonlanishdi. Mashinaning matematik teoremalarni mustaqil ravishda o'rganishi, isbotlashi (masalan, 1955 yilda Allen Nyuell va Gerbert Saymon tomonidan ishlab chiqilgan "Logic Theorist" dasturi yordamida amalga oshirilgan) yoki shashka o'ynashi va odamni urishi (Artur dasturi) Samuel, IBM muhandisi, keyinchalik Stenford universiteti professori) ilm-fan olamini inson miyasining to'liq simulyatsiyasiga bir necha yil qolganiga ishonishga olib keldi.
O'nlab yillar o'tdi va hisoblash quvvatining ulkan o'sishiga, sun'iy neyron tarmoqlar va AI algoritmlarini chuqur mashina o'rganishga ega bo'lishiga qaramay, biz hali ham miyaning bo'laklarini simulyatsiya qilishdan yiroqmiz. Oddiy qilib aytganda, 20-asrning ikkinchi yarmidagi AI kashshoflari toshbaqalarimizdagi 90% suvdan iborat bo'lgan ushbu "jelega o'xshash massa" ning imkoniyatlarini juda kam baholadilar.
Shuningdek, qiziqarli: ChatGPT: Foydalanish uchun oddiy ko'rsatmalar
Miya murakkab
Tug'ilganda inson miyasining og'irligi taxminan 300 g. To'liq rivojlangan kattalar miyasi taxminan 1,5 kg ni tashkil qiladi. Bu 1,5 kg butun koinotimizni va bizda mavjud bo'lgan barcha aqliy qobiliyatlarni o'z ichiga oladi. Nafaqat ongli, masalan, mavhum fikrlash, ijodkorlik, balki biz bilmagan narsalar ham: harakatlarning harakatchanligi, qon aylanish tizimini boshqarish, nafas olish va boshqalar.
Olimlar orasida inson miyasi taxminan 100 milliard neyrondan iborat degan mashhur bayonotdir. Biz ularning aniq sonini bilmaymiz va u har bir inson turida farq qilishi mumkin. Ammo faraz qilaylik, bu haqiqat va bu raqam unchalik kichik emas. 100 milliard - bu juda ko'p, ammo zamonaviy superkompyuterlar undan ham kattaroq narsalarni simulyatsiya qila oladi. Biroq, muammo shundaki, neyron, masalan, 3D grafikadagi teksel, tasvirdagi piksel yoki faqat kichik kod qismi bilan tasvirlanishi mumkin bo'lgan boshqa ob'ektga qaraganda ancha murakkabroq narsadir.
Bizning miyamizdagi neyronlar bir-biri bilan bog'langan. Bu jismoniy aloqalar emas, chunki u holda individual neyronlarda hosil bo'lgan elektr impulslari tezda butun tanaga tarqalib, amalda ishlashni imkonsiz qiladi. Bizning miyamizda ma'lumot uzatish elektr (impulslar) va kimyo (neyrotransmitterlar) ga asoslangan. Har bir neyron (xarakterli dendritlarga ega bo'lgan "daraxt" sifatidagi neyronning hozirgi mashhur tasvirini eslaylik) o'n minggacha sinaptik ulanishlar yordamida boshqalarga ulanishi mumkin.
Qabul qiling, bitta nerv hujayrasidan 10000 XNUMX ta ulanish tranzistorlardagi mantiqiy eshiklarga qaraganda ancha yuqori murakkablik darajasidir. Agar biz neyronlar o'rtasidagi barcha mumkin bo'lgan bog'lanishlar sonini va ular istalgan vaqtda olishlari mumkin bo'lgan holatlarni hisoblashga harakat qilsak (faqat bitta), biz butun kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotdagi atomlarning taxminiy sonidan ancha yuqori bo'lgan juda katta raqamga ega bo'lamiz. Ushbu yondashuvdan foydalangan holda, neyrobiologiyaga ixtisoslashgan, shuningdek, kompyuter fanlari bo'yicha ma'lumotga ega bo'lgan ko'plab olimlar, hozirgi bilim darajasi va uning kutilayotgan rivojlanishi bilan ham, bunday murakkab organni to'liq simulyatsiya qilish bizning imkoniyatlarimizdan oshib ketadigan vazifadir, deb hisoblashadi. uzoq vaqt. Ammo bu olimlar hech narsa qilmadi va hech narsaga erishmadi, degani emas. Keling, butun inson ongini bo'lmasa, hech bo'lmaganda uning bir qismini taqlid qilishga qaratilgan ba'zi loyihalarni ko'rib chiqaylik.
Shuningdek o'qing: ChatGPT-dan 7 ta ajoyib foydalanish
40 daqiqa va bir soniya
2013-yilda Okinava texnologiya institutining yapon olimlari va Forschungszentrum Jülich nemis tadqiqotchilari birlashib, o‘sha paytdagi sayyoramizdagi eng kuchli superkompyuterlardan birini (500-yilda Top2011 ro‘yxati yetakchisi K Computer deb atagan) hisoblash quvvatiga ega bo‘lgan holda ishlatishdi. 8,16 PFLOPS (yoki sekundiga 8,16 kvadrillion suzuvchi nuqta operatsiyalari) miyaning faqat bir bo'lagini taqlid qilishga urinish. Umuman olganda, simulyatsiya 1,73 milliard neyronlarning ishini xaritalashdan iborat bo'lib, ular birgalikda 10,4 trillion sinaptik ulanishlar tarmog'ini yaratdilar. Bu sizning bosh suyagiga yopishgan o'sha biologik "jele" potentsialining 1 foizidan bir oz ko'proq. Simulyatsiya 82944 Sparc64 VIIIfx protsessorlarining to'liq quvvatidan foydalangan (bitta tizimda 2 gigagertsli takt chastotasi va 8 yadro mavjud). Bu yondashuv ishladimi?
Olimlarning fikriga ko'ra, ha, lekin boshqa tomondan ... bu sizning qanday qarashingizga bog'liq. Ushbu superkompyuterning taxminan 40 daqiqalik ishlashi miyaning neyron tarmog'ining yuqorida ko'rsatilgan fragmentining atigi 1 soniya ishlashini simulyatsiya qilish uchun davom etdi. Shu sababli, simulyatsiya umuman amalga oshirilganligini muvaffaqiyat deb atash mumkin bo'lsa-da, chunki effektlar, hisoblash vaqti va simulyatsiya hajmi bu erda qanday katta muammoga duch kelayotganimizni ko'rsatadi. Shuni esda tutish kerakki, neyronlar sonining ko'payishi bilan sinaptik tarmoqning murakkabligi chiziqli emas, balki eksponent ravishda oshadi! Agar Oak Ridj milliy laboratoriyasida ishlaydigan va 1102 PFLOPS, ya'ni yuqorida aytib o'tilgan yapon K kompyuteridan 135 baravar ko'p hisoblash quvvatiga ega bo'lgan hozirgi eng tezkor Amerika superkompyuteri Frontier ham xuddi shu vazifani bajarish uchun ishlatilsa, bu degani emas edi. Frontier 135 baravar kattaroq neyron tarmoqni simulyatsiya qilishi mumkin (xuddi shu model parametrlari bilan). 1,73 milliard neyronli tarmoqning bir real soniyasining xuddi shunday simulyatsiyasi Amerika superkompyuterida 40 daqiqa emas, balki 18 soniyadan kamroq davom etadi. Ammo bu hali ham real vaqt rejimida tarmoq simulyatsiyasidan ko'ra ko'proq va bizning boshimizdagi narsalarning faqat kichik bir qismidir. Butun ongning ishlashini taqlid qilish hali ham ilmiy fantastika sohasiga tegishli. Ammo olimlar hali ham harakat qilishmoqda.
Shuningdek o'qing: Oddiy so'zlar bilan kvant kompyuterlari haqida
Inson miyasining Yevropa loyihasi
Inson miyasi loyihasini (HBP) o'z miqyosi va ushbu ilmiy loyihaga ajratilgan mablag'lar bo'yicha odam bilan bog'liq boshqa loyiha - 1990 yildan 2003 yilgacha davom etgan mashhur "Inson geni" loyihasi bilan taqqoslash mumkin. Inson genomini to'liq tushunish uchun "Inson miyasi" loyihasi olimlarga miyamizni yaxshiroq tushunishga yordam berishga qaratilgan. Biroq, 2013 yildan beri davom etayotgan va dastlab o'n yillik tadqiqotlardan so'ng (ya'ni 2023 yilda) yakunlanishi kerak bo'lgan "Inson miyasi" loyihasi butun miyani simulyatsiya qilishga ham yaqinlashmaydi. Xo'sh, olimlar ushbu tadqiqot bilan qanday maqsadlarga erishmoqchi?
HBP ning asosiy maqsadi butun miyani taqlid qilish emas, chunki umid qilamanki, biz bu vazifa bugungi tsivilizatsiyamiz imkoniyatlaridan tashqarida ekanligini allaqachon ko'rsatdik. Maqsad - miyaning murakkabligini hech bo'lmaganda qisman o'zlashtirish. Bu tibbiyot, informatika, nevrologiya kabi fanlarni rivojlantirishga, shuningdek, ongimiz qanday ishlashidan ilhomlangan texnologiyalarni ishlab chiqishga yordam beradi.
HBP loyihasining natijalaridan biri EBRAINS miya tadqiqoti uchun raqamli platformani yaratishdir. EBRAINS ochiq kodli platforma boʻlib, butun dunyo boʻylab tadqiqotchilarga xavfsiz bulutli muhitda mavjud raqamli vositalardan foydalanish imkonini beradi. Boshqacha qilib aytganda, EBRAINS olimlarga miyaning alohida sohalari faoliyatini modellashtirish va tahlil qilish vositalarini taqdim etadi.
Bunday vositalardan biri HBP va EBRAINS tomonidan yaratilgan virtual miya simulyatsiyasi dasturidir. Ushbu vosita butun miyaning ishini taqlid qilishga mutlaqo qodir emas, ammo bu, masalan, yangi dori-darmonlarni ishlab chiquvchilarga ularning neyronlar guruhlariga ta'sirini simulyatsiya qilish imkonini beradi. Bu, o'z navbatida, olimlarga Altsgeymer kasalligi, depressiya, Parkinson kasalligi va boshqalar kabi murakkab kasalliklar uchun foydali bo'lgan yangi davolash usullarini ishlab chiqish imkonini beradi.
Shuningdek, qiziqarli:
- Xo'sh, gapirish yoki gapirmaslik? Mask Putin bilan gaplashganini rad etadi. Ammo "lekin" bor
- Zamonaviy artilleriya Ukrainaning super qurolidir. Nega Ilon Mask bu yerda?
AQShning BRAIN tashabbusi
Amerika tadqiqot institutlari tashabbusi bilan boshlangan yanada yirikroq va yangiroq loyiha bu US BRAIN Initiative hisoblanadi. Bu yana bir ko'p yillik, ko'p milliard dollarlik tadqiqot loyihasi bo'lib, u inson konnektomini xaritaga tushirishga qaratilgan. Ulanish nima? Bu organizmning nerv birikmalari to'plamidir. Xuddi genom genetik zanjirning to'liq xaritasi bo'lgani kabi, proteom esa ma'lum bir organizm oqsillarining to'liq xaritasidir. Biz allaqachon inson genomini bilamiz, uning kashfiyoti milliardlab dollarga tushadi. Bugungi kunda genom testlari keng tarqalgan va, masalan, nuqson mavjudligi uchun genetik testlar bir necha yuz dollar turadi. To'liq genom biroz qimmatroq, ammo baribir o'qilgan birinchi inson DNKsi narxidan kamroq kattalikdagi buyurtmalar.
Keling, Connectome va Amerikaning BRAIN loyihasiga qaytaylik. Ushbu loyihaning maqsadi nima? Merilend shtatining Bethesda shahridagi AQSh Milliy ruhiy salomatlik instituti direktori Josh Gordon shunday dedi: “Miya hujayralarining barcha turlarini, ularning bir-biri bilan qanday bog‘lanishini va ularning o‘zaro ta’sirini bilish bugungi kunda biz uchun mutlaqo yangi davolash to‘plamini ochadi. tasavvur ham qila olmayman”. Hozirgi vaqtda nerv hujayralari turlarining dunyodagi eng yirik katalogi yaratilmoqda va tizimli ravishda ishlab chiqilmoqda. BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) deb nomlangan ushbu katalog miyada qancha turdagi hujayralar mavjudligi, ular qanday nisbatda paydo bo'lishi, fazoda qanday taqsimlanishi va ular o'rtasida qanday o'zaro ta'sirlar sodir bo'lishini tasvirlaydi.
Bu yondashuv qayerdan keladi? Miya qanday ishlashini tushunish zaruratidan. Ushbu yondashuvning afzalliklari Sietldagi Allen miya fanlari instituti tomonidan amalga oshirilayotgan MindScope dasturining bosh olimi, nevrolog Kristof Koxning Tabiatga bergan bayonotida shunday izohlanadi: “Kimyoda hech qanday ma'noga ega bo'lmaganidek, davriy jadvalsiz Elementlar, hujayralarning alohida turlarining mavjudligi va ishlashini tushunmasdan, miyani tushunishda hech narsa mantiqiy bo'lmaydi.
Agar biz gipotetik ravishda hujayralarni hujayra bo'ylab skanerlash va, masalan, inson miyasini qayta yaratish uchun texnologik potentsialga erishgan bo'lsak, bunday yondashuv muvaffaqiyatga erishgan bo'lsak ham (bu bugungi kunda haqiqatga to'g'ri kelmaydi), biz hali ham nega bunday bo'lganini tushunolmasligimizni anglatadi. miya xuddi shunday ishlaydi. Va biz miyani tirik biologik organ sifatida yoki uning raqamli, faraziy ravishda klonlangan hamkasbi haqida gapiramizmi, muhim emas. BRAIN va katalog BICCN Har bir neyron zanjirning tuzilishi va ishlashini tushunish uchun boshlang'ich nuqtalar va shuning uchun miya kabi murakkab organga ega barcha turlarni boshqaradigan murakkab xatti-harakatlarni tushunish uchun.
Tadqiqotlar davom etmoqda va olimlar doimiy ravishda maxsus yaratilgan veb-saytda o'zlarining yangi yutuqlarini taqdim etadilar. Shuning uchun, ishonchim komilki, tez orada bizni yanada qiziqarli kashfiyotlar kutmoqda.
Shuningdek, qiziqarli:
Tez orada hammaning miyasini keraksiz olib tashlash mumkin bo'ladi...