Диагностика. Лечение. Вакцинация.
Поликлиника онлайн
Интерпретация анализов
Медицинские специалисты
Обслуживание по ОМС онлайн
Условия. Запись онлайн.
Статистика и аналитика
Минздрав. Роспотребнадзор. Фонд ОМС
Блог главного редактора
Дополнительное мед. образование
Интересные сайты наших партнеров
Конкурс про Врача и для Врача
Дайджест 2020 года
Доклады из области медицины
Индекс курильщика. Индекс массы тела. Калории.
Утомляемость. Внимательность. Оптимизм.
Оценка остроты слуха on-line
Тест остроты зрения, астигматизма. Амслера.
Справочник медтерминов / А-Я
Справочник лекарств / А-Я
Справочник заболеваний
Вопросы. Отзывы. Ответы.
Станьте спонсором или рекламодателем
Интересные проекты и предложения
Развернутый каталог сайта
Банковские реквизиты. Телефоны.
Журнал о вашем здоровье

Что нам стоит мозг построить?

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5,00 out of 5)
Загрузка...
s-navigator.com

Введение

В последнее время таким вопросом задаются немало ученых всех стран. Как создать искусственную нервную систему? Как ее можно будет использовать, чтобы помочь больным людям? Насколько искусственный интеллект окажется полезным и не приведет ли он к глобальной катастрофе по всему миру, как предсказывают сценаристы всеми известных фильмов? 

Мне хотелось бы немного порассуждать на эту тему и попытаться ответить на пару выше перечисленных вопросов. 

Первые наработки

Люди еще с давних времен задумывались, как можно расширить сознание человека путем использования техники или внедрения электрических механизмов в организм человека.  

Первые исследования в этой области начались еще в середине 20-го века, которые оформились в отдельную науку. Создание первых вычислительных машин или же компьютеров оказалось большим прорывом в истории человечества, машины могли обрабатывать информацию в считанные секунды, когда человек мог потратить на часы или дни. В 1943 году У. Маккалок и У. Питтс опубликовали на эту тему свои научные труды, в которых были заложены первые идеи о искусственной нейросети, то есть машина, которая может сама обрабатывать нужную человеку информацию без особой помощи человека. 

И тут же перед исследователями в этой области стал серьезный вопрос: «а сможет ли машина достигнуть уровень человека?». Ведь, по сути, они проводят все операции настолько быстро и безошибочно, что люди о таком могут только мечтать. Также У. Маккалок и У. Питтс опубликовали вместе с идей о ИИ и концепт модели человеческого нейрона, который можно было бы создать искусственно.

Уже в 1948 году в трудах Норберта Вейнера вводится такое понятие как «Кибернетика». Этот термин обозначал исследование «управление и коммуникации в живом организме и в машине», который затем перерос из всего лишь термина в отдельную отрасль науки, в которой уже непосредственно рассматривались вопросы взаимодействия механического и человеческого интеллекта. 

Спустя несколько лет Алан Тьюринг выступил на конференции, в которой представил свой тест Тьюринга. Его суть заключалась в определении «человечности» в машине, а прохождение этого теста выглядело следующим образом: Человеку предлагалось ввести диалог в специальном чате с другим человеком и компьютером, где задача нашего главного подопытного была определить, кто из двух друг собеседников является человеком, а кто нет, соответственно, у машины была задача выдать себя за настоящего собеседника и ввести заблуждение подопытного, дабы он сделал неверный выбор.

Если задуматься о пользе этого теста в настоящее время, то он уже стал не так полезен, ведь в наше время тематика с ИИ развилась настолько сильно, что только продвинутые пользователи компьютеров могут понять, кто сидит по ту сторону монитора, но в те времена этот тест смог взбудоражить людей и закрепить на теме ИИ еще больше внимания. 

Затем наступила такая называя «зима» для ИИ. Исследования заходили в тупик, люди постепенно теряли интерес к этой тематике и уменьшалось финансирование. Она закончилась в период ПК (персональный компьютер) революции, когда уже каждый мог иметь у себя дома маленькую машину огромных вычислительных мощностей, что только способствовало к возобновлению исследований в данной области. Этот интерес не утих и по сегодняшний день.

Настоящий день

Ученые ломают голову, как можно создать искусственный мозг, когда мы еще сами полностью не изучили свой? Да, можно сказать, что мы уже знаем, как и какая область мозга отвечает за те или иные движения, но это всего лишь крупицы знаний, которые нам удалось получить из исследований, но ученые не останавливаются. 

Для того, чтобы создать подобие мозга необходимо научиться создавать искусственные импульсные нейроны, которые могли бы имитировать возникновение нервных импульсов (далее пиков), а также создать сложные и плотные сети из этих пиков, т.к., кодирование нервной информации с помощью пиков – это важный элемент для выполнения операций передачи на нейронных мембранах. 

Отсюда мы подходим к термину нейроморфные вычисления, обозначающий программы или устройства, которые пытаются сымитировать деятельность мозга. Исследователи, занимающиеся нейроморфными вычислениям, пытаются смоделировать непосредственно нейрон. Например, имеется такой проект как OpenWorm, они представили видео, на котором робот из LEGO конструктора выполняет разные движения, но суть его в том, что делается это на основе разработанной исследователями нервной системы червя Caenorhabditis elegans, состоящая из 302 нейронов. Робот способен остановится до того, как упрется в стенку и выбрать определенное действие, зависящее от обстановки (сделать разворот, сдать немного назад или просто остановиться). 

То есть, создатели данного робота представили нам маленькую машину, о которой нельзя сказать, что она просто производит расчет своих действия, она думает. А что если наш мозг имеет аналогичную картину? Что если каждый нейрон запрограммирован на определенную реакцию на сигнал, на который он начинает производить особый расчет и только уже по его завершению отсылает ответ? Тогда, если мы сможем узнать «код» наших нейронов, мы могли бы дополнить нашу картину о представлении работы самого привилегированного органа в нашем организме и попытаться создать нечто подобное.

В примерах имеется еще два проекта, которые продвигаются дальше нервной системы червя.

Проект Blue Brain Project пытается создать точную копию мозга мыши. В своих исследованиях у группы получилось создать цифровую копию мозговой ткани мыши вместе с источником питания мозга нейро-глиально-сосудистой архитектуры. Они продолжают свои исследование в этой области

Крупномасштабный проект Human Brain Project пытается разобраться, как работают биологические нейронные сети, создать человеческий мозг. В нём имеется система, называемая BrainScaleS-1, при создании которой применяются цельно пластинные интегральные схемы, использующая для имитации нейронов аналоговые и смешанные сигналы. BrainScaleS-1 состоит из 12 пластин, каждая из которых моделирует 200000 нейронов. Подобная система следующего поколения, BrainScaleS-2, сейчас находится в разработке. Ожидается, что она будет готова в 2023 году

NeuraLink

Всем нам известен Илон Маск благодаря своим передовым разработкам. Создание ракеты многоразового использования Starship, которая может позволить людям совершать путешествия до Марса, Луны и обратно на Землю, создание электромобиля Tesla, который может позволить людям отказаться от топливных двигателей, создание спутников Starlink, которые могут дать людям со всей планеты доступ к интернету. Ну и самое интересное, на чем и хотелось бы заострить свое внимание – это проект Neuralink.

Сам проект ставит перед собой задачу создания и производства специальных чипов с нейрокомпьютерным интерфейсом, то есть, создание мини-компьютера, который можно встроить в человеческий мозг. 

Как Маск сам охарактеризовал свой проект «Компания стремится сделать устройства для лечения серьезных заболеваний головного мозга в краткосрочной перспективе, а в долгосрочной – усовершенствовать людей». 

Много научных групп до этого уже пытались сделать нечто подобное. Они также создали особой чип Brain-Machine Interface (BMI), который должен был помочь людям с тяжелыми заболеваниями. Они использовали массив электродов Юта, с помощью которых раньше производились исследования нейрофизиологической активности, простым языком, это маленькая плашка с маленькими иголочками, которые вставляются в мозг и считывают сигналы нейронов. Вроде звучит оптимистично, но и здесь ждали свои проблемы:

Первое – это сам размер иголок. Хоть, как и описывалось выше, что они маленькие, но не столько. Наш мозг не зря называется самым привилегированным органом, он очень хрупкий и нежный, даже одна подобная иголочка уже может нарушить работу нейронов или приток крови, не говоря уже о более сотни иголок.

Второе – это связь и питание. Сама плашка должна подключаться через провод к другому устройству, сложно представить, как человек должен будет носить на голове отдельное устройство для нормальной жизнедеятельности.

Третье – это количество контактов. Из-за своей конструкции, чип ограничен в контактах и не сможет покрыть большое количество нейронов.

Здесь выходит Илон Маск

Он представляет собственный чип, отличие которого сейчас и рассмотрим. Пройдемся также по пунктам:

Первое – размер. Он уменьшился примерно в 25 раз и составил всего 0,004 мм в диаметре и выполнен из специальных гибких полимерных органических материалов. Все это в совокупности уже уменьшает риск повреждения тканей мозга и даже позволяет электродам двигаться в самом мозге. Размер стал настолько маленьким, что его группе пришлось придумывать отдельного робота-хирурга, который сможет вживить этот чип в структуру мозга. Как говорит Илон, после подобной операции люди смогут выйти из больницы в тот же день, не ощущая на себе каких бы то не было последствий.

Второе – связь и питание. Если в старых чипах требовалось отдельное проводное подключение, то в чипе Илона он мог работать и без него. Подключение осуществлялось с помощью технологии Bluetooth. Питание обеспечивалось «батарейкой», которая заряжается индуктивно, то есть, без провода.

Третье – количество контактов. В старом чипе количество контактов равнялось 100 штукам, то в чипе от Neuralink количество увеличилось до 1024 штуки, что позволяет получать намного больше информации от мозга.

Были приведены результаты экспериментов с чипом от Neuralink. Нам представили три свиньи: первая – обычная; вторая – которой вживили чип, а затем удалили его; третья – свинья с встроенным чипом.

В результате, был показан график считывания мозговой активности свиней с помощью чипа, благодаря этим данным, исследователи могли предсказать движение сустав свиньи в любом направлении. Предсказанные результаты имели не большую погрешность с реальностью, но это уже было нечто невообразимым. 

 Итог

Что можно сказать в итоге, возвращаясь к вопросам, которые были заданы в введении. Мне кажется, что дальнейшие исследования смогут дать прорывной результат в понимании работы нейронов, что, в свою очередь, позволит больше понять природу и структуру мозга, а в последствии и приведет к разработке его искусственно аналога, а пока, нам просто стоит затаить дыхание и следить за исследованиями.

Что же до пользы, то на этот вопрос можно однозначно ответить – да, подобные разработки принесут огромную пользу всему человечеству, помимо излечения различных тяжелых болезней, связанных с нервной системой, люди смогут использовать эти знания и для дальнейшего развития компьютерных технологий. 

А что касается глобальной катастрофы, этого мы не сможем предугадать. Потому что даже если люди и смогут создать полностью искусственный интеллект, как мы сможем определить, что действительно он захочет сделать, если мы наделим его своей «человечностью»? Вопрос не сильно относится к теме моей статьи, но мне захотелось порассуждать на эту тематику. 

Источники

  1. Интернет-ресурс: https://habr.com/ru/all/
  2. Интернет-ресурс: https://www.humanbrainproject.eu/en/science-development/focus-areas/neuromorphic-computing/
  3. Интернет-ресурс: https://www.epfl.ch/research/domains/bluebrain/blue-brains-scientific-milestones/
  4. Интернет-ресурс: https://hackaday.com/2014/12/15/gift-your-next-robot-with-the-brain-of-a-roundworm/ 
  5. Интернет-ресурс: https://роботека.рф/AI
  6. Интернет-ресурс: https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
  7. Интернет-ресурс: https://www.ibm.com/blogs/research/2016/12/the-brains-architecture-efficiency-on-a-chip/
  8. Интернет-ресурс: https://brainchip.com/
Регион: Москва
Город:

Так и не записались к врачу?

ПЕРЕХОДИТЕ В УДОБНЫЙ СЕРВИС ЗАЯВОК ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ

Здесь отобраны лучшие клиники и врачи РФ
Закажите медицинские услуги в Вашем регионе сейчас!

ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ

2 комментария

наталья
наталья 26.02.2023 - 18:35

Отличная работа !

Ответить
Аватар
Андрей 28.02.2023 - 06:50

Очень интересен и сам материал и оригинальная его подача. Так держать!

Ответить

Оставить комментарий

ПОПУЛЯРНЫЕ СТАТЬИ