Olyan szerv, amely koordinálja és szabályozza a test összes létfontosságú funkcióját, és szabályozza a viselkedést. Minden gondolatunk, érzésünk, érzésünk, vágyunk és mozgásunk az agy munkájához kapcsolódik, és ha az nem működik, az ember vegetatív állapotba kerül: elveszik a képessége, hogy bármilyen cselekvést, érzést vagy külső hatásokra reagáljon. .

Az agy számítógépes modellje

A Manchesteri Egyetem megkezdte az első olyan új típusú számítógép építését, amelynek kialakítása az emberi agy szerkezetét utánozza – írja a BBC. A modell ára 1 millió font lesz.

Steve Furber professzor szerint egy biológiai elvekre épülő számítógépnek jelentős működési stabilitást kell mutatnia. „Agyunk továbbra is működik annak ellenére, hogy az idegszövetünket alkotó neuronok folyamatosan hibásak” – mondja Furber. "Ez az ingatlan nagy érdeklődésre tart számot a számítógépek megbízhatóbbá tételében érdekelt tervezők számára."

Agyi interfészek

Ahhoz, hogy pusztán mentális energiával több lábnyi poharat emeljenek fel, a varázslóknak napi több órát kellett edzenek.
Ellenkező esetben a kar elve könnyen kipréselheti az agyat a füleken keresztül.

Terry Pratchett, "A mágia színe"

Nyilvánvalóan az ember-gép interfész megkoronázása annak a képességnek kell lennie, hogy egy gépet egyetlen gondolattal irányíthatunk. Az adatok közvetlen agyba jutása pedig már a csúcsa annak, amit a virtuális valóság elérhet. Ez az ötlet nem új keletű, és sok éven át szerepel a tudományos-fantasztikus irodalom legkülönbözőbb változataiban. Itt található szinte minden cyberpunk, amely közvetlen kapcsolatban áll a kiberdeckekkel és a bioszoftverekkel. És bármilyen technológia vezérlése szabványos agyi csatlakozó segítségével (például Samuel Delany a „Nova” című regényben), és sok más érdekes dolog. De a fikció jó, de mi történik a való világban?

Kiderült, hogy javában zajlik az agyi interfészek (BCI vagy BMI - agy-számítógép interfész és agy-gép interfész) fejlesztése, bár kevesen tudnak róla. Természetesen a sikerek nagyon távol állnak attól, amiről a tudományos-fantasztikus regényekben írnak, de ennek ellenére nagyon észrevehetőek. Jelenleg az agyi és idegi interfészekkel kapcsolatos munkálatok főként a részlegesen vagy teljesen lebénult emberek életét megkönnyítő különféle protézisek és eszközök létrehozásának részeként folynak. Minden projekt felosztható interfészekre, amelyek bemeneti (sérült érzékszervek helyreállítása vagy cseréje) és kimenetei (protézisek és egyéb eszközök vezérlése) szolgálnak.

Közvetlen adatbevitel esetén minden esetben műtétet kell végezni az elektródák agyba vagy idegekbe történő beültetése céljából. Kimenet esetén az elektroencefalogram (EEG) felvételéhez külső szenzorokkal is beérhet. Az EEG azonban meglehetősen megbízhatatlan eszköz, mivel a koponya nagymértékben gyengíti az agyi áramokat, és csak nagyon általános információk nyerhetők. Ha elektródákat ültetnek be, akkor közvetlenül a kívánt agyközpontokból (például motoros központokból) lehet adatokat venni. De egy ilyen művelet komoly dolog, ezért egyelőre csak állatokon végeznek kísérleteket.

Valójában az emberiségnek régóta van ilyen „egyetlen” számítógépe. A Wired magazin társalapítója, Kevin Kelly szerint több millió számítógép csatlakozik az internethez mobiltelefonok, a PDA-k és más digitális eszközök az egyesített számítógép összetevőinek tekinthetők. Központi processzora az összes csatlakoztatott eszköz összes processzora, annak merevlemez- merevlemezek és flash meghajtók az egész világon, és RAM- az összes számítógép teljes memóriája. Ez a számítógép minden másodpercben olyan mennyiségű adatot dolgoz fel, amely megegyezik a Kongresszusi Könyvtárban található összes információval, operációs rendszere pedig a World Wide Web.

Idegsejt-szinapszisok helyett funkcionálisan hasonló hiperhivatkozásokat használ. Mindkettő felelős a csomópontok közötti kapcsolatok létrehozásáért. Minden egyes gondolati egység, például egy ötlet, növekszik, ahogy egyre több kapcsolat jön létre más gondolatokkal. A hálózaton is: egy bizonyos erőforráshoz (csomóponthoz) mutató hivatkozások száma nagyobb jelentőséggel bír a Számítógép egésze szempontjából. Ráadásul a világhálón található hiperhivatkozások száma nagyon közel áll az emberi agyban lévő szinapszisok számához. Kelly becslése szerint 2040-re a bolygó számítógépének számítási teljesítménye arányos lesz mind a 7 milliárd ember kollektív agyi teljesítményével, akik addigra a Földön élnek majd.

De mi a helyzet magával az emberi aggyal? Régóta elavult biológiai mechanizmus. A mi szürkeállományunk a legelső Pentium processzor sebességével fut, 1993-tól. Más szóval, agyunk 70 MHz-es frekvencián működik. Ráadásul agyunk analóg elven működik, szóval mi van az összehasonlítással digitális módszer adatkezelés szóba sem jöhet. Ez a fő különbség a szinapszisok és a hiperhivatkozások között: a szinapszisok a környezetükre és a beérkező információkra reagálva ügyesen megváltoztatják a szervezetet, amelynek soha nincs két egyforma állapota. A hiperhivatkozás viszont mindig ugyanaz, különben problémák kezdődnek.

Azt azonban el kell ismerni, hogy agyunk lényegesen hatékonyabb, mint bármely mesterséges rendszer, amit emberek alkottak. Teljesen titokzatos módon az agy összes gigantikus számítási képessége a koponyánkban található, súlya alig haladja meg az egy kilogrammot, ugyanakkor működéséhez mindössze 20 watt energia szükséges. Hasonlítsa össze ezeket a számokat azzal a 377 milliárd wattal, amelyet a hozzávetőleges számítások szerint jelenleg egyetlen számítógép fogyaszt el. Ez egyébként a globális villamosenergia-termelés 5%-a.

Az ilyen szörnyű energiafelhasználás puszta ténye soha nem teszi lehetővé az egyesített számítógépnek, hogy a közelébe kerüljön az emberi agy hatékonyságának. Még 2040-ben is, amikor a számítógépek számítási teljesítménye az egekbe emelkedik, energiafogyasztásuk tovább fog növekedni.

Ilja 817

CPU vagy CPU - központi feldolgozó egység (eng. CPU - központi feldolgozó egység, vagy központi feldolgozó egység, szó szerint) - minden számítógép legfontosabb összetevője, ez a számítógép agya. Az egót gyakran egyszerűen mikroprocesszornak vagy processzornak is nevezik. Milyen szerepet játszik a processzor egy számítógépes rendszerben? A válasz erre a kérdésre egyszerű – a legfontosabb! Az összes számítást és információfeldolgozást a processzor végzi.

Árak a webáruházakban:

Electrozon

4990 RUR

A mikroprocesszorok olyan alapvető jellemzőikben különböznek egymástól, mint az órajel frekvenciája (MHz-ben és GHz-ben mérhető), valamint a teljesítmény. Ma általában az Intel és az AMD jól ismert cégek által kifejlesztett processzorait használják.

Mint minden más számítógép-alkatrész, a mikroprocesszorok is átmentek egy fejlődési szakaszon a megalkotásuktól napjainkig. Ez a folyamat pedig végtelen, amíg a technológia fejlődik.
Vessünk egy pillantást a mikroprocesszorok létrehozásának és fejlesztésének történetére. Tehát a legelső processzorokat még a távoli 1940-es években találták fel. Akkoriban vákuumcsöveket, ferritmagokat (memóriaeszközöket) és elektromechanikus reléket használtak processzorok létrehozására. Az ilyen processzorok megbízhatatlanok és alacsony teljesítményűek voltak. Aztán az 1950-es-60-as évek közepén lehetővé vált olyan tranzisztorok bevezetése, amelyeket akkoriban modern táblára szereltek. És idővel elkezdték használni a mikroáramkörök használatát, ami felgyorsította az akkori processzorok sebességét és megbízhatóságát.

Árak a webáruházakban:

compyou.ru

6030 RUB

Az 1970-es évek elején a technológia gyors fejlődése lehetővé tette lehetséges létrehozása mikroprocesszor - egy mikroáramkör, amelynek chipjén a processzor összes fő blokkja és eleme található. 1971. november 15-én pedig az Intel bemutatta a világ első 4 bites mikroprocesszorát, a 4004-et, amelyet mikroszámítógépekben használtak. Ez a processzor 2300 tranzisztort tartalmazott, 92,6 kHz órajellel, és 300 dollárba került!

A már elavult 4 bites processzort a modernebb 8 bites Intel 8080 és 16 bites 8086 váltotta fel (amely 29 ezer tranzisztort tartalmazott, és 4,77 MHz frekvencián működött), amelyek megalapozták az összes modern asztali számítógép architektúráját. processzorok személyi számítógép Az IBM beat 8 bites i8088 processzorral van felszerelve (8 bites buszról).
1982-ben az Intel bemutatta az új i80286-ot órajel frekvenciája(20 MHz-ig), és már körülbelül 134 ezret tartalmazott. tranzisztorok És ekkor elkezdődik az Intel és az AMD versenye a fölényért a processzorpiacon, ami lendületet adott a technológia igen gyors és gyors fejlődésének. De ez egy másik történet.

Mondd el a barátoknak

Képzeljünk el egy kísérleti nanodrogot, amely összekapcsolhatja a különböző emberek elméjét. Képzeld el, hogy vállalkozó szellemű idegtudósok és mérnökök egy csoportja felfedezi új módja ennek a gyógyszernek a használata - kezdje el operációs rendszer közvetlenül az agyban. Ekkor az emberek képesek lesznek telepatikusan kommunikálni egymással a mentális chat segítségével, és akár más emberek testét is manipulálhatják, alárendelve agyuk cselekvéseit. És annak ellenére, hogy ez Ramez Naam "Nexus" című tudományos-fantasztikus könyvének cselekménye, az általa leírt technológia jövője már nem tűnik olyan távolinak.

Hogyan csatlakoztassa agyát egy táblagéphez, és segítse a bénult betegek kommunikációját

T6 beteg számára 2014 volt élete legboldogabb éve. Ebben az évben vezérelhette Nexus táblagépét elektromágneses sugárzás az agyát, és szó szerint átkerül az 1980-as évek korszakából lemezalapú rendszereikkel (Disk Operating System, DOS) az Android operációs rendszer új korszakába.

T6 egy 50 éves nő amiotrófiás laterális szklerózisban, más néven Lou Gehrig-kórban, amely a motoros neuronok progresszív károsodását és a test összes szervének bénulását okozza. A T6 nyaktól lefelé szinte teljesen lebénult. 2014-ig abszolút képtelen volt kapcsolatba lépni a külvilággal.

Bénulás is előfordulhat csontvelő-károsodás, stroke vagy neurodegeneratív betegségek miatt, amelyek blokkolják a beszéd-, írás- vagy más kommunikációs képességet.

Az agy-gép interfészek korszaka két évtizeddel ezelőtt virágzott ki az ilyen betegeket segítő segédeszközök megalkotásával. Az eredmény fantasztikus volt: a szem- és fejkövetés lehetővé tette a szemmozgások nyomon követését és kimenetként való felhasználását az egérkurzor vezérlésére a számítógép képernyőjén. Néha a felhasználó rákattinthat egy linkre, és tekintetét a képernyő egy pontjára szegezheti. Ezt "késési időnek" nevezik.

A szemkövető rendszerek azonban megnehezítették a felhasználó szemét, és túl drágák. Aztán megjelent az idegprotézis technológiája, amikor az érzékszerv formájában lévő közvetítőt megszüntették, és az agy közvetlenül kommunikált a számítógéppel. A páciens agyába mikrochipet ültetnek be, és a vágyhoz vagy szándékhoz kapcsolódó idegi jelek valós időben összetett algoritmusok segítségével dekódolhatók, és egy számítógépes interfészen lévő kurzor vezérlésére használhatók.

Két évvel ezelőtt a T6 páciens agyának bal oldalára 100 csatornás elektróda egységet ültettek be, amely szabályozza a mozgást. Ezzel egy időben a stanfordi laboratórium egy olyan protézis prototípus létrehozásán dolgozott, amely lehetővé teszi a bénák számára, hogy szavakat gépeljenek be egy speciálisan kialakított billentyűzeten, pusztán ezekre a szavakra gondolva. A készülék a következőképpen működött: az agyba épített elektródák rögzítették a páciens agyi aktivitását abban a pillanatban, amikor a kívánt betűt nézte a képernyőn, és ezt az információt továbbították egy neuroprotézisnek, amely azután értelmezte a jeleket, és a jeleket a páciens folyamatos vezérlésévé alakította. kurzort, és rákattint a képernyőre.

Ez a folyamat azonban rendkívül lassú volt. Világossá vált, hogy a kimenet egy olyan eszköz lesz, amely anélkül működik, hogy közvetlen fizikai kapcsolat lenne a számítógéppel elektródákon keresztül. Magának a felületnek is érdekesebbnek kellett kinéznie, mint a 80-as években. A kutatás mögött álló BrainGate Clinical Institute csapata rájött, hogy a point-and-click rendszerük hasonló ahhoz, mintha egy ujjal megnyomnák a érintőképernyő. És mivel a legtöbben minden nap használunk érintőképernyős táblagépet, piacuk óriási. Csak ki kell választania és meg kell vásárolnia bármelyiket.

A bénult T6 beteg a Nexus 9 táblagép képernyőjén tudott „kattanni” A neuroprotézis Bluetooth protokollon, azaz vezeték nélküli egérként kommunikált a tablettel.

A csapat most azon dolgozik, hogy meghosszabbítsa az implantátum élettartamát, valamint rendszereket fejleszt más motoros manőverekhez, mint például a kiválasztás és húzás és a multiszenzoros mozgások. Emellett a BrainGate azt tervezi, hogy programját más operációs rendszerekre is kiterjeszti.

Élő agysejtekből készült számítógépes chip

Néhány évvel ezelőtt német és japán kutatók egy másodperc alatt tudták szimulálni az emberi agyi aktivitás 1 százalékát. Ez csak annak köszönhetően vált lehetségessé számítási teljesítmény a világ egyik legerősebb szuperszámítógépe.

De az emberi agy továbbra is a legerősebb, alacsony energiaigényű és hatékony számítógép. Mi lenne, ha ennek a számítógépnek az erejét a következő generációk gépeinek meghajtására lehetne használni?

Bármilyen őrülten hangzik is, Osh Agabi idegtudós éppen e cél megvalósítása érdekében indította el a Koniku projektet. Megalkotta egy 64 neuronból álló szilícium chip prototípusát. Ennek a fejlesztésnek az első alkalmazása egy olyan drón volt, amely képes „szagolni” a robbanóanyagok szagát.

A méhek az egyik legérzékenyebb szaglóképességgel rendelkeznek. Valójában még szaglásra is áthaladnak az űrben. Agabi megalkotott egy drónt, amely vetekszik a méhek azon képességével, hogy felismerje és értelmezze a szagokat. Nemcsak katonai célokra és bombafelderítésre használható, hanem termőföldek, olajfinomítók felmérésére is – minden olyan helyen, ahol szaggal mérhető az egészségügyi és biztonsági szint.

A fejlesztési folyamat során Agabi és csapata három fő problémát oldott meg: a neuronokat ugyanúgy strukturálja, mint az agyban, információkat olvas és ír az egyes neuronokhoz, és stabil környezetet hoz létre.

Indukált pluripotens sejtdifferenciációs technológia – egy olyan módszer, amelyben egy érett sejt, például bőr, genetikailag integrálódik az eredeti őssejtbe, és lehetővé teszi bármely sejt neuronná történő fejlődését. De mint minden elektronikus alkatrésznek, az élő neuronoknak is különleges élőhelyre van szükségük.

Ezért az idegsejteket ellenőrzött környezettel rendelkező héjakba helyezték, hogy szabályozzák a hőmérsékletet és a hidrogénszintet, valamint energiával látják el őket. Ezenkívül egy ilyen héj lehetővé teszi a neuronok egymás közötti kölcsönhatásának szabályozását.

A héj alatti elektródák lehetővé teszik az információk leolvasását vagy írását a neuronokhoz. Agabi a következőképpen írja le ezt a folyamatot:

„Az elektródákat DNS-bevonatba és dúsított fehérjékbe burkoljuk, amely arra ösztönzi a neuronokat, hogy mesterségesen szoros kapcsolatot alakítsanak ki ezekkel a vezetőkkel. Így információt tudunk olvasni az idegsejtektől, vagy fordítva, információt küldhetünk az idegsejteknek ugyanúgy, vagy fény- vagy kémiai folyamatokon keresztül.”

Agabi úgy véli, hogy a technológia jövője az úgynevezett wetware képességeinek felszabadításában rejlik – az emberi agy a gépi folyamattal összefüggésben.

„Nincs gyakorlati korlátja annak, hogy mekkora méretűre készítjük a jövőbeli készülékeinket, vagy hogy milyen más módon tudjuk modellezni az agyat. A biológia az egyetlen korlát."

A Konik jövőbeli tervei között szerepel a chipek fejlesztése:

• 500 neuronnal, amely egy vezető nélküli autót irányítani fog;
• 10 000 neuronnal - képes lesz a képeket úgy feldolgozni és felismerni, mint az emberi szem;
• 100 000 neuronnal - multiszenzoros bemenettel rendelkező robotot hoz létre, amely érzékelési tulajdonságait tekintve gyakorlatilag megkülönböztethetetlen lesz az embertől;
• millió neuronnal – olyan számítógépet ad nekünk, amely magától gondolkodik.

Az agyba ágyazott memória chip

Évente több száz millió ember tapasztal nehézségeket memóriavesztés miatt. Ennek okai különbözőek: a veteránokat és futballistákat sújtó agykárosodás, az időskorban megnyilvánuló agyvérzés vagy Alzheimer-kór, vagy egyszerűen az agy elöregedése, amely mindannyiunkra vár. Dr. Theodore Berger, a Dél-Kaliforniai Egyetem orvosbiológiai mérnöke a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) által finanszírozott memóriajavító implantátumot teszteli, amely utánozza a jelfeldolgozást, ha a neuronok nem képesek feldolgozni az új hosszú távú emlékeket.

Ahhoz, hogy az eszköz működjön, a tudósoknak meg kell érteniük a memória működését. A hippocampus az agy azon területe, amely a rövid távú emlékek hosszú távú emlékekké alakításáért felelős. Hogyan csinálja? És lehetséges-e szimulálni a tevékenységét egy számítógépes chipen belül?

„A memória lényegében elektromos impulzusok sorozata, amelyek az idő múlásával lépnek fel, és amelyeket meghatározott számú neuron generál” – magyarázza Berger. „Ez nagyon fontos, mert ez azt jelenti, hogy ezt a folyamatot le tudjuk redukálni egy matematikai egyenletre a számítási folyamat kerete."

Így az idegtudósok elkezdték dekódolni a hippokampuszon belüli információáramlást. A megfejtés kulcsa egy erős elektromos jel volt, amely a CA3 nevű szervterületről, a hippokampusz „bemenetéről” a CA1 „kimeneti” csomóponthoz megy. Ez a jel gyengül a memóriazavarokkal küzdő embereknél.

"Ha egy chip segítségével újra tudnánk létrehozni, visszaállíthatnánk vagy akár növelhetnénk a memóriakapacitást" - mondja Berger.

De nehéz nyomon követni ezt a dekódolási utat, mivel a neuronok nemlineárisan működnek. És a folyamatban részt vevő bármely kisebb tényező egészen más eredményekhez vezethet. A matematika és a programozás azonban nem áll meg, és ma már a legbonyolultabb számítási struktúrákat is létrehozhatják sok ismeretlennel és sok „kimenettel”.

Kezdetben a tudósok arra tanították a patkányokat, hogy megnyomják az egyik vagy másik kart, hogy csemegét kapjanak. Miközben a patkányok ezt a memóriát megjegyezték és hosszú távúvá alakították, a kutatók gondosan rögzítették és rögzítették a neuronok összes átalakulását, majd ezzel a matematikai modellel egy számítógépes chipet készítettek. Ezután olyan anyagot fecskendeztek a patkányokba, amely átmenetileg destabilizálta az emlékezőképességüket, és chipet helyeztek az agyba. Az eszköz hatással volt a CA1 kimeneti szervére, és a tudósok hirtelen azt találták, hogy a patkányok emlékezete helyreállt arról, hogyan kell csemegét szerezni.

A következő vizsgálatokat majmokon végeztük. Ezúttal a tudósok a prefrontális kéregre összpontosítottak, amely fogadja és modulálja a hippocampusból kapott emlékeket. Az állatoknak képsorokat mutattak, amelyek közül néhány megismétlődött. Azáltal, hogy rögzítették a neuronok aktivitását abban a pillanatban, amikor felismerték ugyanazt a képet, létrejött matematikai modellés egy erre épülő mikroáramkör. Ezt követően kokainnal elfojtották a majmok prefrontális kéregének munkáját, és a tudósok ismét vissza tudták állítani a memóriát.

Amikor a kísérleteket embereken végezték, Berger kiválasztott 12 epilepsziás önkéntest, akiknek az agyába már beültették az elektródákat, hogy nyomon követhessék rohamaik forrását. Az ismétlődő rohamok elpusztítják a hippokampusz kulcsfontosságú részeit, amelyek a hosszú távú emlékek kialakításához szükségesek. Ha például az agyi aktivitást tanulmányozzuk a rohamok alatt, lehetséges lehet az emlékek helyreállítása.

Csakúgy, mint a korábbi kísérletekben, egy speciális emberi „memóriakódot” rögzítettek, amely a CA3-ban tárolt vagy abból származó adatok alapján megjósolhatta a CA1-sejtek aktivitási mintáját. Az „igazi” agyi tevékenységhez képest egy ilyen chip körülbelül 80%-os pontossággal működik.

Korai még konkrét eredményekről beszélni az embereken végzett kísérletek után. Ellentétben az agy motoros kéregével, ahol minden szakasz egy adott szervért felelős, a hippocampus kaotikusan szerveződik. Azt is korai megmondani, hogy egy ilyen implantátum képes lesz-e helyreállítani az emlékezetet azok számára, akik a hippokampusz „kilépő” részének károsodásától szenvednek.

Egy ilyen chip algoritmusának általánosítása továbbra is problematikus, mivel a kísérleti prototípust meghatározott betegek egyedi adatai alapján hozták létre. Mi van akkor, ha a memóriakód mindenkinél más, attól függően, hogy milyen bemeneti adatot fogad? Berger emlékeztet arra, hogy az agyat a biofizikája is korlátozza:

"A hippokampuszban lévő elektromos jelek feldolgozásának nagyon sok módja van, amelyek bár számosak, mégis korlátozottak és végesek" - mondja a tudós.

Minden erőfeszítésük ellenére az idegtudósok és kognitív pszichológusok soha nem találják meg Beethoven Ötödik szimfóniájának másolatát az agyban, szavakban, képekben, nyelvtani szabályokban vagy bármi másban. külső jelek. Természetesen az emberi agy nem teljesen üres. De nem tartalmazza a legtöbb olyan dolgot, amit az emberek gondolnak benne – még olyan egyszerű dolgokat sem, mint az „emlékek”.

Az agyról alkotott tévhiteinknek mély történelmi gyökerei vannak, de különösen zavart minket a számítógépek 1940-es feltalálása. Fél évszázadon keresztül pszichológusok, nyelvészek, idegtudósok és az emberi viselkedés más szakértői azzal érveltek, hogy az emberi agy úgy működik, mint egy számítógép.

Ahhoz, hogy képet kapjon arról, mennyire komolytalan ez az ötlet, vegye figyelembe a csecsemők agyát. Egy egészséges újszülöttnek több mint tíz reflexe van. A fejét abba az irányba fordítja, ahol az orcája karcos, és mindent beszív, ami a szájába kerül. Vízbe merülve visszatartja a lélegzetét. Olyan erősen markolja a kezében lévő dolgokat, hogy szinte el tudja tartani a saját súlyát. De ami talán a legfontosabb, az újszülöttek olyan hatékony tanulási mechanizmusokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy gyorsan megváltozzanak, így hatékonyabban léphetnek kapcsolatba az őket körülvevő világgal.

Az érzések, a reflexek és a tanulási mechanizmusok a kezdetektől fogva megvannak bennünk, és ha jobban belegondolunk, ez elég sok. Ha ezeknek a képességeknek bármelyike ​​hiányzik bennünk, valószínűleg nehezen élnénk túl.

De itt van, amivel születésünk óta nem rendelkezünk: információk, adatok, szabályok, tudás, szókincs, reprezentációk, algoritmusok, programok, modellek, emlékek, képek, processzorok, szubrutinok, kódolók, dekóderek, szimbólumok és pufferek – azok az elemek, amelyek lehetővé teszik a digitális a számítógépek némileg racionálisan viselkedjenek. Ezek a dolgok nemcsak születésünktől fogva nincsenek meg bennünk, hanem élet közben sem alakulnak ki bennünk.

Nem tartunk be olyan szavakat vagy szabályokat, amelyek megmondják, hogyan használjuk őket. Nem készítünk képeket vizuális impulzusokról, azokat rövid távú memóriapufferben tároljuk, majd a képeket egy hosszú távú memóriaeszközre továbbítjuk. A memóriaregiszterből nem idézünk fel információkat, képeket vagy szavakat. Mindezt számítógépek teszik meg, élőlények nem.

A számítógépek szó szerint feldolgozzák az információkat - számokat, szavakat, képleteket, képeket. Az információkat először a számítógép által felismerhető formátumba kell lefordítani, azaz egyesek és nullák ("bitek") halmazaira, amelyeket kis blokkokba ("byte") gyűjtenek.

A számítógépek ezeket a készleteket egyik helyről a másikra a fizikai memória különböző területeire helyezik, amelyeket elektronikus alkatrészekként valósítanak meg. Néha készleteket másolnak, néha pedig különféle módokonátalakítja őket – mondjuk, amikor kijavítja a hibákat egy kéziratban vagy retusál egy fényképet. A számítógépen belül is tárolódnak azok a szabályok, amelyeket a számítógép követ, amikor mozgat, másol vagy egy sor információval dolgozik. A szabályok egy halmazát "programnak" vagy "algoritmusnak" nevezik. Együttműködő algoritmuskészletet, amelyet különböző célokra használunk (például részvényvásárláshoz vagy online társkeresőhöz), „alkalmazásnak” nevezzük.

Ezek ismert tények, de pontosítani kell, hogy a dolgok világosak legyenek: a számítógépek a világ szimbolikus ábrázolása alapján működnek. Ők tárolják és visszakeresik. Tényleg feldolgozzák. Valóban van nekik fizikai memória. Valójában minden tekintetben algoritmusok vezérlik őket.

Az emberek azonban nem csinálnak ilyesmit. Miért beszél tehát sok tudós szellemi tevékenységünkről úgy, mintha számítógépek lennénk?

2015-ben George Zarkadakis mesterséges intelligencia-szakértő kiadott egy könyvet In Our Image (Képünkben) címmel, amelyben hat különböző fogalmat ír le, amelyeket az emberek az elmúlt kétezer év során az emberi intelligencia leírására használtak.

A legtöbbben korai változat A Biblia szerint az emberek agyagból vagy sárból lettek teremtve, amit aztán az értelmes Isten átitat a szellemével. Ez a szellem „leírja” elménket – legalábbis nyelvtani szempontból.

A hidraulika feltalálása az ie 3. században vezetett az emberi tudat hidraulikus koncepciójának népszerűségéhez. Az ötlet az volt, hogy a különböző folyadékok áramlása a testben - "testnedvek" - mind fizikai, mind lelki funkciókért felelősek. A hidraulikus koncepció több mint 1600 évig fennmaradt, miközben gátolta az orvostudomány fejlődését.

A 16. századra megjelentek a rugók és fogaskerekek által hajtott eszközök, amelyek René Descartes-t arra ösztönözték, hogy érveljen: az ember egy összetett gépezet. A 17. században Thomas Hobbes brit filozófus azt javasolta, hogy a gondolkodás az agy kis mechanikus mozgásain keresztül megy végbe. A 18. század elejére az elektromosság és a kémia területén tett felfedezések az emberi gondolkodás új elméletének megjelenéséhez vezettek, amely ismét inkább metaforikus jellegű. A 19. század közepén Hermann von Helmholtz német fizikus, akit a kommunikáció közelmúltbeli fejlődése inspirált, az agyat egy távíróhoz hasonlította.

Albrecht von Haller. Icones anatomicae

John von Neumann matematikus kijelentette, hogy az emberi funkció idegrendszer"digitális az ellenkező bizonyíték hiányában", párhuzamot von a korabeli számítógépes gépek összetevői és az emberi agy területei között.

Mindegyik koncepció az azt megszülető korszak legfejlettebb elképzeléseit tükrözi. Ahogy az várható volt, alig néhány évvel a kezdete után számítástechnika az 1940-es években azzal kezdtek vitatkozni, hogy az agy úgy működik, mint egy számítógép: maga az agy játszotta a fizikai hordozó szerepét, a gondolataink pedig szoftverként működnek.

Ez a nézet a tetőpontját az 1958-as The Computer and the Brain című könyvben érte el, amelyben John von Neumann matematikus határozottan kijelentette, hogy az emberi idegrendszer működése „digitális az ellenkező bizonyíték hiányában”. Bár elismerte, hogy nagyon keveset tudunk az agy szerepéről az intelligencia és a memória működésében, a tudós párhuzamot vont az akkori számítógépes gépek alkatrészei és az emberi agy területei között.

Kép: Shutterstock

A számítástechnika és az agykutatás későbbi fejlődésének köszönhetően fokozatosan kialakult az emberi tudat ambiciózus interdiszciplináris vizsgálata, amely azon az elgondoláson alapul, hogy az emberek a számítógépekhez hasonlóan információfeldolgozók. Ez a munka ma már több ezer tanulmányt tartalmaz, több milliárd dolláros támogatást kap, és számos közlemény témája. Ray Kurzweil 2013-as Making a Mind: Unraveling the Mystery of Human Thinking című könyve illusztrálja ezt a pontot, leírja az agy "algoritmusait", "információfeldolgozási" technikáit, és még azt is, hogy szerkezetében mennyire hasonlít az integrált áramkörökre.

Az emberi gondolkodás mint információfeldolgozó eszköz (IP) gondolata jelenleg dominál az emberi tudatban mind a hétköznapi emberek, mind a tudósok körében. De ez végül is csak egy másik metafora, fikció, amelyet valóságnak adunk ki, hogy megmagyarázzunk valamit, amit valójában nem értünk.

Az OR koncepció tökéletlen logikája meglehetősen könnyen megfogalmazható. Egy téves szillogizmuson alapul, két ésszerű feltételezéssel és egy rossz következtetéssel. 1. ésszerű feltételezés: Minden számítógép képes intelligens viselkedésre. 2. ésszerű feltételezés: Minden számítógép információfeldolgozó. Helytelen következtetés: minden intelligens viselkedésre képes objektum információfeldolgozó.

Ha megfeledkezünk a formalitásokról, akkor az az elképzelés, hogy az emberek csak azért legyenek információfeldolgozók, mert a számítógépek ilyenek, teljes nonszensz, és amikor a mesterséges intelligencia fogalmát végleg feladják, a történészek valószínűleg ugyanabból a szemszögből nézik majd, mint most. a hidraulikus és mechanikai koncepciók hülyeségnek tűnnek.

Végezzen kísérletet: rajzoljon emlékezetből egy százrubeles bankjegyet, majd vegye ki a pénztárcájából, és másolja le. Látod a különbséget?

Az eredeti hiányában készült rajz minden bizonnyal szörnyűnek bizonyul az életből készült rajzhoz képest. Bár valójában több mint ezerszer látta ezt a törvényjavaslatot.

mi a probléma? A bankjegy „képét” nem az agyunk „tárolási regiszterében” kellene „tárolni”? Miért nem lehet egyszerűen „hivatkozni” erre a „képre”, és papíron ábrázolni?

Nyilvánvalóan nem, és több ezer éves kutatás nem teszi lehetővé, hogy meghatározzuk ennek a törvényjavaslatnak a képének helyét az emberi agyban, egyszerűen azért, mert nincs ott.

Egyes tudósok által terjesztett elképzelés, hogy az egyéni emlékek valamilyen módon speciális neuronokban tárolódnak, abszurd. Többek között ez az elmélet még kezelhetetlenebb szintre emeli az emlékezet szerkezetének kérdését: hogyan és hol tárolódik a memória a sejtekben?

Maga a gondolat, hogy az emlékek az egyes neuronokban tárolódnak, abszurd: hogyan és hol tárolható egy sejtben az információ? Soha nem kell attól tartanunk, hogy az emberi elme ámokfutásba torkollik a kibertérben, és soha nem fogjuk tudni elérni a halhatatlanságot, ha letöltjük lelkünket egy másik médiumra.

Az egyik jóslat, amelyet Ray Kurzweil futurista, Stephen Hawking fizikus és sokan mások valamilyen formában kifejeztek, az, hogy ha az emberi tudat olyan, mint egy program, akkor hamarosan olyan technológiáknak kell megjelenniük, amelyek lehetővé teszik, hogy feltöltsék a számítógépre. , ezáltal nagymértékben fejleszti az intellektuális képességeket és lehetővé teszi a halhatatlanságot. Ez az ötlet képezte a Transzcendencia (2014) című disztópikus film cselekményének alapját, amelyben Johnny Depp egy Kurzweilhez hasonló tudóst alakított. Feltöltötte elméjét az internetre, és pusztító következményekkel járt az emberiség számára.

Továbbra is a "Supremacy" című filmből

Szerencsére az OI-koncepciónak a valósághoz közel sincs semmije, így nem kell attól tartanunk, hogy az emberi elme ámokfutásba torkollik a kibertérben, és sajnos soha nem fogjuk tudni elérni a halhatatlanságot, ha letöltjük a lelkünket egy másik médiumra. Ez nem csak az agy szoftverének hiánya, a probléma még mélyebb – nevezzük az egyediség problémájának, és ez egyszerre lenyűgöző és lehangoló.

Mivel agyunkban nincs sem „memóriaeszköz”, sem külső ingerek „képe”, és az agy az élet során a külső körülmények hatására változik, nincs okunk azt hinni, hogy a világon bármelyik két ember reagálna a ugyanazt az ingert ugyanúgy. Ha te és én ugyanazon a koncerten veszünk részt, akkor a hallás után az agyában végbemenő változások különbözni fognak az agyamban végbemenő változásoktól. Ezek a változások az idegsejtek egyedi szerkezetétől függenek, amely az egész előző élet során alakult ki.

Ez az oka annak, ahogy Frederick Bartlett 1932-ben az emlékezet című könyvében írta, két ember, aki ugyanazt a történetet hallja, nem fogja tudni pontosan ugyanúgy elmesélni, és idővel a történetről alkotott változataik egyre kevésbé fognak hasonlítani egymáshoz.

"Fölény"

Szerintem ez nagyon inspiráló, mert azt jelenti, hogy mindannyian valóban egyediek vagyunk, nemcsak a genetikai felépítésünkben, hanem abban is, ahogy agyunk idővel változik. De egyben lehangoló is, mert szinte megoldhatatlanná teszi az idegtudósok amúgy is nehéz munkáját. Minden változás több ezer, millió idegsejteket vagy az egész agyat érinthet, és ezeknek a változásoknak a természete is minden esetben egyedi.

Ami még rosszabb, még ha fel tudnánk is jegyezni az agy 86 milliárd neuronjának állapotát, és mindezt számítógépen szimulálnánk, ez a hatalmas modell használhatatlan lenne azon a testen kívül, amelyhez az agy tartozik. Talán ez a legbosszantóbb tévhit az emberi szerkezetről, amit az OI hibás fogalmának köszönhetünk.

A számítógépek az adatok pontos másolatait tárolják. Kikapcsolt állapotban is sokáig változatlanok maradhatnak, míg az agy csak addig támogatja az intelligenciánkat, amíg az életben marad. Nincs kapcsoló. Az agy vagy megállás nélkül fog működni, vagy nem létezünk. Sőt, ahogy Stephen Rose idegtudós megjegyezte 2005-ös The Future of the Brain című művében, az agy jelenlegi állapotának másolata haszontalan lehet anélkül, hogy ismernénk tulajdonosának teljes életrajzát, még azt a társadalmi kontextust is, amelyben a személy felnőtt.

Mindeközben hatalmas összegeket költenek a hamis elképzeléseken és ígéreteken alapuló agykutatásokra, amelyek nem fognak megvalósulni. Így az Európai Unió 1,3 milliárd dollár értékben elindított egy projektet az emberi agy tanulmányozására Az európai hatóságok úgy vélték, Henry Markram csábító ígéreteit, hogy 2023-ra egy szuperszámítógépen alapuló működő agyműködési szimulátort készítenek, amely gyökeresen megváltoztatja a kezelés megközelítését. az Alzheimer-kór és más betegségek kezelésére, és szinte korlátlan támogatást biztosított a projektnek. Kevesebb mint két évvel a projekt elindítása után kiderült, hogy kudarcot vallott, és Markramot felkérték, hogy mondjon le.

Az emberek élő szervezetek, nem számítógépek. Fogadd el. Folytatnunk kell kemény munkaúgy, hogy megértjük önmagunkat, de nem vesztegetjük az időt felesleges intellektuális poggyászra. Fennállásának fél évszázada alatt az OR fogalma csak néhány hasznos felfedezést adott nekünk. Itt az ideje, hogy kattintson a Törlés gombra.

Robert Epstein a kaliforniai Amerikai Viselkedéskutató és Technológiai Intézet vezető pszichológusa. 15 könyv szerzője, a Psychology Today egykori főszerkesztője.

Arról, hogyan gépi tanulás megváltoztathatja és már most megváltoztatja világunkat. A neurális hálózatok egyre szorosabbra fűznek bennünket, az algoritmusok irányítják életünket: könyveket, filmeket, állásokat, partnereket keresnek számunkra, befektetéseket menedzselnek és gyógyszereket fejlesztenek, önálló tanulással. Az algoritmusok olyanok, mint a kis érdeklődő gyerekek: ránk néznek, utánunk ismételnek és kísérleteznek.

A legcsodálatosabb pedig az, hogy a tudósok már dolgoznak a Legfelsőbb Algoritmuson, amely már azelőtt képes lesz minden problémát megoldani, mielőtt megfogalmaznánk (Douglas Adamsre emlékeztet?), és az adatokból tudást nyer ki a világon mindenről. Kíváncsi, nem?

Hogyan működik az agyunk és hogyan tanul?

Donald Hebb kanadai pszichológus 1949-ben fogalmazta meg a tanulási szabályt, amely ma már sok mesterséges alapon áll neurális hálózatok: "A neuronok, amelyek együtt tüzelnek, kommunikálnak egymással." A Hebb-szabály egyesíti a pszichológiából, a neurobiológiából származó ötleteket és érdekes módon számos spekulációt. Ugyanebben az időben a spanyol idegtudós, Santiago Ramon y Cajal elvégezte az agy első részletes vizsgálatát neuronok megfestésével. Katalógusba foglalta megfigyeléseit arról, hogyan osztályozzák a botanikusok az új fafajokat.

Hebb idejében az idegtudósok általánosan megértették az idegsejtek működését, de ő volt az első, aki javaslatot tett egy olyan mechanizmusra, amellyel az idegsejtek asszociációkat kódolhatnak. Minden fogalmat neuronok halmaza képvisel. És ezek az egymást gerjesztő neuronok a hebbi szóhasználattal „sejtegyütteseket” alkotnak.

Az ilyen összeállításokon keresztül a fogalmak és az emlékek képviseltetik magukat az agyban. Mindegyik együttes tartalmazhat idegsejteket az agy különböző területeiről, és az együttesek átfedhetik egymást. Így a „láb” fogalmának celluláris együttese magában foglalja a „láb” fogalmának együttesét, amely viszont magában foglalja a láb képének és a „láb” szó hangjának együtteseit.

Hozzászólás borítója: Tekintse át