html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

FAQ: Обратное конструирование мозга

7 фактов о направлении в нейронауке, пытающемся понять и искусственно воссоздать структуру мозга

Что такое обратное конструирование мозга? Оно связано с проблемой понимания — как мы понимаем, и в чем это понимание состоит. Сейчас в мире широко распространен способ, который называется «обратное конструирование мозга». Разговоры на эту тему начались еще в семидесятых годах прошлого века, но тогда вычислительная техника отставала от возможностей воспроизведения процессов, происходящих в мозге. Поэтому разговоры были, а реальных усилий предпринять было нельзя.

1

Сейчас, примерно с 2007 года, эти разговоры возникли с новой силой. Стало понятно, что информационная производительность вычислительной техники не уступает, а может, и превосходит возможности вычисления и принятия решений, того, что можно назвать компьютерными технологиями. Единственное, почему мы до сих пор не имеем мыслящих машин, разговаривающих не хуже нас — потому, что мы пока не очень понимаем, как процессы в нашем мозгу организованы с пониманием, как мы понимаем друг друга.

Довольно много сил и средств вложено сейчас в нейронауку. Одна из целей нейронаук — изучение механизмов понимания. И специалисты, и неспециалисты говорят, что сама тема по масштабу, значимости для общества не уступает знаменитой теме Манхэттенского проекта или Советского ядерного проекта, потому что, действительно, это одна из основных задач человечества – понять суть жизни. В какой-то степени мы уже сегодня ее понимаем, так как понимаем механизм РНК и белков. Теперь нужно понять механизм работы нашего мозга.

2

Почему до сих пор проекта, сопоставимого по мощности с Манхэттенским, нет нигде в мире? Попыток, даже очень мощных, было много, в частности в февральском номере знаменитого Nature обсуждалось, как бы вложить полтора миллиарда евро в европейский проект обратного конструирования мозга, Human Brain Project. Почему в итоге решили не вкладывать? Причин много: одна из них состоит в том, что нет внешнего давления, которое бы заставляло двигаться в этом направлении. Движущих сил сегодня две: первая — это любопытство, про которое академик Арцимович говорил, что это единственное, чем занимаются ученые – удовлетворяют собственное любопытство за казенный счет, и вторая – коммерческие выгоды. Говорят, вот перечислите их, тут же и медицинские тоже — ведь если мы понимаем, как мозг работает, мы можем это использовать.

Почему все не очень рвутся вкладывать средства? Потому что сроки, за которые этот проект может быть выполнен, называют самые разные. Я выступаю за очень сжатые сроки, а часто говорят: «Ну что вы, Аристотель же не смог понять, как устроен мозг. А вы вдруг — за ограниченный срок! Это столетия, тысячелетия или что-то там еще». В целом, наверное, все-таки это надо делать.

3

Существует много разных подходов. Один из них – это такой классический бульдозер — «давайте все, в частности мозг, разберем». Сейчас есть способы если не разобрать его на атомы, то, во всяком случае, разрезать так, чтобы понять, какие в нем есть клетки, и как они друг с другом связаны. Это особенно хорошо делать на животных. Их нехорошо жертвовать, но для науки может быть и можно. А людей, если можно, то только уже в той стадии, в которой мозг заведомо претерпел какие-то изменения. Но здесь непонятно, насколько он еще воспроизводим по тому, что удастся зафиксировать. Поэтому, с одной точки зрения, это проект ужасно материало- и ресурсоемкий, с другой стороны, никаких гарантий того, что он принесет успех, нет. Тем не менее, это основное сейчас направление, в котором сначала пытаются понять структуру мозга, а затем с помощью компьютерного моделирования воспроизвести его по кусочкам.

В этом направлении наш соотечественник Евгений Михайлович Ижикевич, работающий в Калифорнии, не так давно, поставил мировой рекорд: ему удалось смоделировать работу десяти в одиннадцатой степени нейронов в течение одной секунды. Несколько лет назад это моделирование заняло у него пятьдесят дней. Он поставил мировой рекорд, вошел в Книгу рекордов Гиннеса и получил большие гранты на то, чтобы продолжать свою работу. Жокевич смоделировал элементы, очень похожие на нейроны, но полную схему мозга он не создавал — это была именно работа на рекорд.

4

Другой мощный проект, о котором я говорил — Human Brain Project Генри Маркрама. Штаб-квартира проекта находится в Лозанне, в Швейцарском политехническом институте, и спонсируется фирмой IBM — они более-менее пытаются посмотреть как работает мозг и воспроизвести его работу.

Существует большое количество теоретических проектов, в которых люди пытаются смоделировать ту или иную часть мозга. У нас в стране, наша группа занимается российским проектом обратного конструирования мозга. Мы предлагаем, по сравнению со всеми предыдущими данными, до смешного маленькую цифру: мы заявляем, что к началу 2016 года сможем получить полную схему работы мозга. Но мы собираемся это делать, используя для работы самое современное вычислительное средство – сам человеческий мозг. Планируем организовать группу порядка 20-25 человек, которая сможет в течение трех лет выполнить такую работу.

5

Работа по пониманию состоит в выявлении всех тех деталей механизмов, с помощью которых все работает. Если у нас есть десять в одиннадцатой нейронов, то деталей может быть десять в одиннадцатой. Но, с другой стороны, известно, что работают они не все. Как минимум, десять в десятой среди этих десяти в одиннадцатой – это зернистые клетки коры мозжечка, клетки маленькие — у них всего четыре входа и всего сотня выходов, в то время как в среднем бывает по десять тысяч и входов и выходов. Не все нейроны одинаковы. По нашим прикидкам, принципов, по которым все это делается, не так уже много — их может быть сто, хотя элементов нервной системы – десять в одиннадцатой. Отделов нервной системы человека порядка тысячи, тем не менее, даже эти отделы не все работают на основании своих независимых принципов. Мы думаем, что принципов порядка сотни, на сегодняшний момент уже двадцать принципов можно извлечь, и один из них – это такой вопрос о формате данных.

6

Известно, что в компьютере данные представлены в двоичной системе. И в двоичной системе, кроме того, имеются системы с плавающей и фиксированной запятой — они позволяют производить вычисления или представлять информацию. В следующий момент появляется соображение о том, как формат данных представлен в нервной системе. И это действительно что-то вроде формата c запятой. В качестве похожей гипотезы: формат данных позволяет нам понять, почему, несмотря на то, что мы занимается одним и тем же объектом в мозгу,
как правило, много нейронов, есть так называемые нейроны-бабушки, но на самом деле не бабушки, а актрисы Дженнифер Анистон или Билла Клинтона, – это экспериментально зарегистрированные вещи, когда нейрон отвечает только тогда, когда появляется в любом виде объект, которым он назван.

Экспериментально становится ясно, что этих объектов много, иначе бы их не нашли. Но если их так много на каждый объект, то на все объекты могло бы не хватить мозга. Соображения о формате данных позволяют понять, что несмотря на то, что каждый объект представляет много нейронов, тем не менее, количество самих объектов может быть таким же, как количество нейронов, потому что нейроны делают все в комбинациях, а не поодиночке. В одной комбинации он участвует в одном, в другой — в другом. Это то, что потихоньку выплывает из безбрежного моря незнания.

7

В чем разница между человеком и животным? В общем-то, из палеонтологии известно, что биологическая эволюция закончилась где-то порядка ста тысяч лет назад. С тех пор мы существуем так, как мы есть. Орудия труда и боя появились миллион лет назад, но в течение очень большого количества лет они совершенно не менялись. А сейчас появились данные, что чуть ли не ворона способна создать орудие, с помощью которого можно доставать человека. То есть, орудие никак не является свойством человека. А примерно пятьдесят тысяч лет назад произошла какая-то эволюция, которая связана с тем, что вообще все сразу появилось, появилось искусство, жизнь человеческая увеличилась в два раза. И нет никаких материальных свидетельств, что же произошло.

Одна из естественных гипотез, которые здесь возникают, состоит в том, что тогда был изобретен язык. Способы общения были всегда, они есть у всех видов животных, но был изобретен язык до той степени, когда люди, наконец, осознали, что другие — тоже люди. Я не думаю, что собаки осознают, что другие существа – собаки. Они узнают это, но не осознают. Вот люди осознали, что они есть люди. А осознали они это с помощью тех механизмов, которыми раньше они просто ориентировались в мире. И осознав это, они засорили окружающую среду огромным количеством того, чего в ней не было – словами.
Если раньше понимание мира у животных было связано в основном с передвижением внешнего мира, то после того, как люди создали эту искусственную среду, понимание у них распространялось на эту искусственную среду — это, собственно, и есть человеческая особенность. Существенно в этом человеческом то, что оно связно с коллективным действием людей, это отнюдь не индивидуальные моменты. В одиночку нельзя придумать язык. И вот эта первая антропогенная революция произошла из-за того, что мозг действительно развился. Развился в результате эволюции, потому что, чем умнее животное, тем оно лучше добывало пищу и могло доминировать, и, в конце концов, эта эволюция привела к тому, что появилась новая искусственная среда.

Есть такое ощущение, что сейчас мы стоим на пороге новой эволюции. Что хай-тек, высокие технологии, созданные людьми в процессе той социальной эволюции, которая началась с того времени, когда фактически закончилась биологическая, сейчас стоит на пороге понимания, кто мы есть на самом деле, понимания того, как мы понимаем.

«Глобальное будущее 2045. Конвергентные технологии и трансгуманистическая эволюция». Под ред. проф. Д.И. Дубровского. – М.: ООО «Издательство МБА», 2013

Виталий Дунин-Барковский

доктор физико-математических наук, профессор,заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИСИ РАН

Все материалы автора

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

6

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • PostNauka
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции