- Иными словами, даже обладая солидной вычислительной мощностью, всё равно придётся сильно огрублять описание физиологических процессов, исходить из множества предположений?
- Безусловно. К тому же сами принципы работы мозга ближе к таковым в аналоговых устройствах, а его пытаются описать в рамках чёткой логики цифровых систем, искусственно привнося поливариантность. Если коснуться частностей, то помимо хорошо известного свойства гистерезиса (зависимости отклика нервной системы от реакции на предыдущие раздражители) можно ещё вспомнить работы Натальи Петровны Бехтеревой. Она показала, что нейромедиаторы могут влиять также и на близко расположенные синапсы. В технике ближайшей аналогией являются паразитные наводки или токи утечки, с которыми всячески борются, а мозг с этим работает – это его нормальное состояние.
В ролике ниже представлена компьютерная анимации работы нервной системы и синаптической передачи.
Стоит оговориться, что в проекте Human Brain смоделировать пытаются всё же работу не всего головного мозга, а только его самой эволюционно молодой части – неокортекса. Пока исследователи вынуждены технически ограничиваться имитацией работы единичных структурно-функциональных элементов коры больших полушарий ГМ – шестислойных нейронных колонок.
Тот факт, что наш мозг (точнее, новая кора) имеет модульную структуру, был впервые подмечен венгерским физиологом Яношем Сентаготаи. Впоследствии он основал школу нейрогистологии. Как раз гистологи и подтвердили структурную повторяемость элементов неокортекса.
- Доводилось слышать мнение о том, что даже чисто морфологически неокортекс – довольно динамичная структура. Каждый нейрон связан с несколькими (от десятка до десятков тысяч) других. Как меняется число и характер взаимосвязей на протяжении жизни? Как это учесть в будущей модели?
- Мне ближе мысль о том, что морфологически число связей остаётся постоянным, а изменения в течение жизни носят функциональный характер. Если у нейрона десять тысяч связей с другими, это вовсе не значит, что он постоянно их все использует. Опять же, мы без особых проблем можем увидеть эти связи структурно, а исследовать их на функциональном уровне куда сложнее.
Свойство модульности новой коры крайне упрощает задачу моделирования работы мозга. Победе в конкурсе мега-грантов Швейцарский институт во многом обязан предыдущему проекту Blue Brain, который стартовал в июле 2005 года при поддержке IBM.
К концу 2007 года были объявлены первые результаты. Используя суперкомпьютер серии Blue Brain c восемью тысячами процессоров и программное обеспечение NEURON, исследователям впервые удалось создать на основе биологических данных модель одной нейронной колонки неокортекса крысы. У человека их счёт идёт на миллионы.
Другой важной особенностью Blue Brain является то, что компьютерная симуляция могла автоматически проводить проверку и калибровку перед каждым тестом. Иначе очередной эксперимент всегда проходил бы под влиянием предыдущих.
- Часто можно услышать мнение о том, что число микротранзисторов в многопроцессорных компьютерах уже сопоставимо с общим числом нейронов в коре больших полушарий мозга. Насколько вообще корректно такое сравнение?
- Оно очень обманчиво. В том же проекте Blue Gene работа одного нейрона с трудом моделировалась одним процессором с миллионами микротранзисторов. Вдобавок отдельными алгоритмами описывались особенности синаптической передачи и свойства нервной ткани в целом.
- Какое значение Human Brain может иметь для решения задач в области искусственного интеллекта?
- С трактовкой термина «искусственный интеллект» до сих пор есть некоторые разногласия. Под ним понимают как программу, максимально точно имитирующую процесс мышления человека (сильный ИИ), так и наборы умных алгоритмов для выполнения отдельных узкоспециализированных функций (слабый ИИ). Специалисты обычно подразумевают второе – например, распознавание образов или выработка стратегии игры в шахматы, а сценаристы – первое (SkyNet, VIKI, GLaDOS).
- Можно ли сказать, что, безотносительно конкретной области применения ИИ, задача сводится к тому, чтобы научить его адекватно (то есть желаемым для нас образом) реагировать на раздражители? Самостоятельно учиться делать это с каждым разом лучше и прогнозировать изменение ситуации в будущем по предшествующему и текущему состоянию?