Нашият мозък е пригоден за живот в пещера, а не за обработка на непрекъснати потоци от информация - проучванията показват, че той е спрял в своето еволюционно развитие преди 40-50 хиляди години. Психофизиологът Александър Каплан в лекцията си "Контакт с мозъка: реалности и фантазии" разказа колко дълго човек ще може да се справи с живота в условията на огромни магистрали, движения около планетата и безкрайни входящи, а също и как сами можем да поправим или развалим всичко с помощта на изкуствен интелект … Теория и практика публикува резюме.
Нека си представим ситуация: човек идва в магазин, избира кроасан, дава го на касата. Показва го на друг касиер и пита: "Какво е това?" Той отговаря: "40265". Касиерите вече не се интересуват как се нарича кроасанът, важно е той да е "40265", защото компютърът в касата възприема числата, а не имената на хлябовете. Постепенно всичко потъва в дигиталния свят: живеем до компютърните технологии, които разбират физическите обекти като цифрови и сме принудени да се настройваме. Наближава ерата на Интернет на нещата, когато всички физически обекти ще бъдат представени в цифрова форма и Интернет ще стане собственик в нашия хладилник. Всичко ще се върти чрез числа. Проблемът е обаче, че интензивността на информационните потоци вече е твърде голяма за нашите уши и очи.
Наскоро е разработен метод за точно определяне на броя на нервните клетки в мозъка. Преди се смяташе, че има 100 милиарда от тях, но това е много приблизителна цифра, защото измерванията бяха извършени по не съвсем правилен метод: те взеха едно мъничко парче от мозъка, под микроскоп преброиха броя на нервните клетки в него, който след това се умножи по общия обем. В нов експеримент хомогенна маса на мозъка се разбърква в миксер и се преброяват ядрата на нервните клетки и тъй като тази маса е хомогенна, полученото количество може да се умножи по общия обем. Оказа се 86 милиарда. Според тези изчисления, мишка например има 71 милиона нервни клетки, а плъх има 200. Маймуните имат около 8 милиарда нервни клетки, тоест разликата с хората е 80 милиарда. Защо движението на животни беше прогресивно,а раздялата с човека беше белязана толкова рязко? Какво можем да направим, че маймуните не могат?
Най-модерният процесор има два до три милиарда операционни единици. Човек има 86 милиарда само нервни клетки, които не са идентични с оперативна единица: всяка от тях има 10-15 хиляди контакта с други клетки и именно в тези контакти проблемът с предаването на сигнала е решен, както в оперативните звена на транзисторите. Ако умножите тези 10-15 хиляди на 86 милиарда, получавате милион милиарда контакти - в човешкия мозък има толкова много оперативни звена.
Мозъкът на слон тежи четири килограма (в най-добрия случай човек и половина) и съдържа 260 милиарда нервни клетки. На 80 милиарда сме от маймуната, а слонът е два пъти по-далеч от нас. Оказва се, че броят на клетките не корелира с интелектуалното развитие? Или слоновете са тръгнали по другия път, а ние просто не ги разбираме?
Промоционално видео:
Факт е, че слонът е голям, има много мускули. Мускулите са изградени от влакна с размер на човек или мишка и тъй като слон е много по-голям от човека, той има повече мускулни влакна. Мускулите се контролират от нервните клетки: техните процеси се вписват във всяко мускулно влакно. Съответно слонът се нуждае от повече нервни клетки, тъй като има повече мускулна маса: от 260 милиарда слонови нервни клетки 255 или 258 милиарда са отговорни за мускулния контрол. Почти всички негови нервни клетки са разположени в малкия мозък, който заема почти половината от мозъка, защото именно там се изчисляват всички тези движения. В интерес на истината, 86 милиарда човешки нервни клетки също са разположени в малкия мозък, но все още има много повече от тях в кората: не два или три милиарда, като слон, а 15, т.е.следователно в мозъците ни има неизмеримо повече контакти, отколкото при слоновете. По отношение на сложността на невронната мрежа хората значително са изпреварили животните. Човек печели чрез комбинаторски умения, това е богатството на мозъчната материя.
Мозъкът е много сложен. За сравнение човешкият геном се състои от три милиарда сдвоени елемента, отговорни за кодирането. Но кодовете в него са напълно различни, така че мозъкът не може да се сравни с генома. Нека вземем най-простото създание - амебата. Има нужда от 689 милиарда чифта кодиращи елементи - нуклеотиди. В руския език има 33 кодиращи елемента, но от тях могат да бъдат направени 16 хиляди думи от речника на Пушкин или няколкостотин хиляди думи от езика като цяло. Всичко зависи от това как самата информация е събрана, какъв е кодът, колко компактен е той. Очевидно амебата направи това крайно неикономически, защото се появи в зората на еволюцията.
Проблемът с мозъка е, че той е нормален биологичен орган. Тя е еволюционно създадена, за да адаптира живо същество към средата си. Всъщност мозъкът спря в своето еволюционно развитие преди 40-50 хиляди години. Изследванията показват, че кроманьонският човек вече е притежавал качествата, които има съвременният човек. На разположение му били всички видове работа: събиране на материали, лов, преподаване на младежи, рязане и шиене. Следователно той имаше всички основни функции - памет, внимание, мислене. Мозъкът нямаше къде да се развие по проста причина: човек стана толкова интелигентен, че успя да настрои условията на околната среда, за да отговаря на тялото си. Останалите животни трябваше да променят телата си, за да отговарят на условията на околната среда, което отнема стотици хиляди и милиони години, но напълно променихме средата за себе си само за 50 хиляди.
Мозъкът беше затворен за цял живот в пещера. Подготвен ли е за модерни дворци и информационни потоци? Едва ли. Въпреки това природата е икономична, изостря животното за местообитанието, в което то съществува. Средата на човек, разбира се, се промени, но същността му варираше малко. Въпреки драматичните промени, настъпили още от древността, механиката на средата в рутинния смисъл е останала същата. Как се промени активността на дизайнерите, които правят ракетата вместо Жигули? Разбира се, има разлика, но смисълът на работата е същият. Сега средата се промени фундаментално: огромни магистрали, безкрайни телефонни разговори и всичко това се случи само за 15–35 години. Как мозъкът с полирана пещера ще се справи с тази среда? Мултимедия, огромна, неадекватна скорост на информационния поток, нова ситуация с движенията около планетата. Има ли опасност мозъкът вече да не издържа на такива натоварвания?
Има проучване за честотата на хората от 1989 г. до 2011 г. През последните 20 години смъртността от сърдечно-съдови и онкологични заболявания намалява, но броят на неврологичните разстройства (проблеми с паметта, тревожност) рязко нараства през същото време. Неврологичните заболявания все още могат да бъдат обяснени с поведенчески проблеми, но броят на психологическите заболявания нараства също толкова бързо и в същото време те стават хронични. Тези статистики са сигнал, че мозъкът вече не може да се справи. Може би това не се отнася за всички: някой ходи на лекции, чете книги, някой се интересува от всичко. Но ние се раждаме различни, така че мозъкът на някой е по-добре подготвен поради генетичната вариация. Делът на хората с неврологични заболявания става много значителен и това предполага, че процесът е тръгнал в лоша посока. Третото хилядолетие ни предизвиква. Влязохме в зоната, когато мозъкът започна да дава сигнали, че средата, която създадохме, не е полезна за това. Стана по-сложно от това, което мозъкът може да ни предостави по отношение на адаптацията. Запасът от инструменти, заточени за пещерата, започна да изтича.
Един от създадените от човека фактори, които притискат човешкия мозък, е, че много решения вече са свързани с вероятността от сериозна грешка и това значително усложнява изчисленията. Преди това всичко, което научихме, беше лесно автоматизирано: научихме се да караме колело веднъж, а след това мозъкът не се притесни от това. Сега има процеси, които не са автоматизирани: те трябва да бъдат постоянно наблюдавани. Тоест трябва да се обадим на линейка или да се върнем в пещерите.
Какви по-прогресивни начини за решаване на този проблем имаме? Може би си струва да се комбинира с изкуствен интелект, който ще усъвършенства потока: намалете скоростта там, където е твърде висока, изключете информация, която не е излишна в момента от зрителното поле. Автоматичните контролери, които могат да подготвят информация за нас, са сродни на основните техники за готвене: те го дъвчат, за да може да се консумира, без да губите много енергия. Когато човекът започна да готви храна на огън, имаше много голям скок. Челюстите станаха по-малки и в главата имаше място за мозъка. Може би е дошъл моментът да разчленим информацията около нас. Но кой ще го направи? Как да съчетаем изкуствения интелект и естествения интелект? И тук се появява такова понятие като невронния интерфейс. Той осигурява директен контакт на мозъка с изчислителната система и се превръща в аналог на готвенето на храна на огън за този етап от еволюцията. В такова трио ще можем да съществуваме още 100-200 години.
Как да реализирам това? Изкуствен интелект в обичайния си смисъл едва ли съществува. Високо интелигентната игра на шах, в която човек никога няма да победи компютър, е сходна на състезание по вдигане на тежести с багер и не става въпрос за транзистори, а за програма, написана за това. Тоест, програмистите просто написаха алгоритъм, който предвижда конкретен отговор на конкретен ход: няма изкуствен интелект, който да знае какво да прави сам. Шахът е игра с ограничен брой сценарии, които могат да бъдат изброени. Но на шахматна дъска до 120-та степен има десет смислени позиции. Това е повече от броя на атомите във Вселената (десет през 80-те). Програмите по шахмат са изчерпателни. Тоест, всички игри за шампиони и гросмайстори се оставят в паметта им,и това вече са много малки числа за търсене. Човек прави ход, компютърът избира всички игри с този ход за секунди и ги наблюдава. С информация за вече играните игри винаги можете да играете оптимална игра и това е чиста измама. На нито едно първенство няма да бъде разрешено на шахматист да вземе лаптоп със себе си, за да види коя игра е играна от кой и как. А машината има 517 лаптопа.
Има игри с непълна информация. Например покерът е игра с психологически блъфиране. Как машина ще играе срещу човек в ситуация, която не може да бъде изчислена напълно? Наскоро обаче те написаха програма, която се справя перфектно с това. Тайната е твърде много. Машината играе със себе си. За 70 дни тя е изиграла няколко милиарда игри и е натрупала опит, много по-голям от този на всеки играч. С този багаж можете да прогнозирате резултатите от ходовете. Сега автомобилите удрят 57%, което е напълно достатъчно за победа в почти всеки случай. Човек има късмет около веднъж на хиляда игри.
Най-готината игра, която не може да бъде взета от груба сила, е да отида. Ако броят на възможните позиции в шахмата е десет в силата на 120-та, тогава има десет в 250-та или 320-та, в зависимост от това как се броите. Това е астрономическият комбинаториализъм. Ето защо всяка нова игра в Go е уникална: разнообразието е твърде голямо. Невъзможно е да се повтори играта - дори в общи линии. Променливостта е толкова висока, че играта почти винаги следва уникален сценарий. Но през 2016 г. програмата Alpha Go започна да бие човек, като преди това също си играеше със себе си. 1200 процесори, 30 милиона позиции на паметта, 160 хиляди човешки партиди. Нито един жив играч няма такъв опит, капацитет на паметта и скорост на реакция.
Почти всички експерти смятат, че изкуственият интелект все още е доста далеч. Но те излязоха с такова понятие като "слаб изкуствен интелект" - това са системи за автоматизирано интелигентно вземане на решения. Някои решения за даден човек вече могат да се вземат с машина. Те са подобни на човешките, но са приети, също като в шаха, а не от интелектуалния труд. Но как мозъкът ни взема интелектуални решения, ако машината е много по-силна и в паметта, и в скоростта? Човешкият мозък също е съставен от много елементи, които вземат решения въз основа на опита. Тоест, оказва се, че няма естествена интелигентност, че ние също ходим изчислителни системи, само че програмата ни беше написана сама?
Теоремата на Фермат отдавна е предположение. В продължение на 350 години най-изявените математици се опитват да го докажат аналитично, тоест да съставят програма, която стъпка по стъпка по логичен начин в крайна сметка ще докаже, че това предположение е вярно. Перелман счита, че доказателството за теоремата на Поанкаре е дело на живота му. Как бяха доказани тези теореми? Поанкаре и Перелман нямаха аналитични решения в главата си, имаше само предположения. Кой е гений? За гений може да се счита този, който създаде теоремата: той предложи нещо, към което няма аналитичен подход. Откъде взе това правилно предположение? Не стигна до него твърде много: Фермат имаше само няколко варианта, като Поанкаре, докато по конкретен въпрос имаше само едно предположение. Физикът Ричард Фейнман заключиче в почти никакъв случай голямото откритие не е направено аналитично. Как тогава? Фейнман отговаря: „Те предположиха“.
Какво означава "познайте"? За съществуването не е достатъчно да видим какво е и да вземаме решения въз основа на тази информация. Необходимо е да се постави в паметта нещо, което ще бъде полезно по-късно за справяне. Но този етап не е достатъчен за маневриране в сложен свят. И ако еволюцията подбира индивидите за все по-фина адаптация към околната среда, това означава, че в мозъка трябва да се раждат все по-фини механизми, за да се предвиди тази среда, да се изчислят последствията. Екземплярът играе със света. Постепенно възниква такава функция на мозъка, която позволява човек да изгражда динамични модели на външна реалност, ментални модели на физическия свят. Тази функция се приспособи към еволюционния подбор и започна да се избира.
В човешкия мозък очевидно се е развил много висококачествен умствен модел на околната среда. Тя перфектно прогнозира света дори на места, където не сме били. Но тъй като светът около нас е интегрален и всичко е взаимосвързано в него, моделът трябва да вземе тази взаимовръзка и да може да предвиди това, което не е съществувало. Човекът придоби напълно уникална възможност, която рязко го отличи в еволюционната поредица: той беше в състояние да възпроизведе бъдещето в невроните на мозъка си, използвайки модели на средата. Не е нужно да тичате след мамута, трябва да разберете къде ще тече. За това в главата има модел с динамичните характеристики на мамута, пейзажа, навиците на животното. Когнитивната психология настоява, че работим с модели. Точно там се изразходват 80 милиарда неврони: те ги съдържат. Световен модел математик,светът на математическите абстракции е много разнообразен и това подсказва как трябва да се запълни тази или онази лакуна, която все още не е обмислена. Концепцията идва от този модел, както и интуицията.
Защо маймуните не могат да работят върху пълноценни модели на физическия свят? В края на краищата те съществуват на Земята със стотици милиони години по-дълго от хората. Маймуните не са в състояние да събират информация за света около тях. В какви единици ще го опишат? Животните все още не са разработили метод за компактно и систематично моделиране на външна информация в мозъка с възможност за работа върху него. Човек има такъв метод и като се вземат предвид и най-малките детайли. Това е език. С помощта на езика сме обозначили с концепции всички най-малки зърна от пясък на този свят. Така трансплантирахме физическия свят в менталния. Това са имена, които циркулират в менталния свят без никаква маса. Чрез изписване на адреси, използвайки сложни мозъчни структури, като програмиране в компютър, ние придобиваме опит от общуването със света. Връзките възникват между понятията. Всяка концепция има висящи знаменакъм които можете да прикачите допълнителни значения. Така се развива голяма система, която работи асоциативно и отрязва ненужни стойности, използвайки адреси. Такъв механик трябва да се поддържа от много сложна мрежова структура.
Мисленето ни се основава на догадки. Не е необходимо да броим вариации на шахматните фигури - имаме динамичен модел на шахматната игра, който ни казва къде да отидем. Този модел е солиден, той също има опит от шампионски игри, но е по-добър, защото прогнозира малко преди време. Машината помни само това, което е, моделът ни е динамичен, може да се стартира и играе пред кривата.
Така че, възможно ли е да се комбинират мозъка и изкуствения интелект, макар и омаловажен и намален в правата, така че творческите задачи да останат с човек, а паметта и изпълнението - с машина? В Съединените щати има девет милиона камиони. В момента те могат да бъдат заменени от автоматизирани системи за вземане на решения: всички писти са много спретнати, дори има сензори за налягане на пистата. Но драйверите не се заменят с компютри по социални причини и това е така в много отрасли. Съществува и опасност системата да действа в разрез с интересите на човека, поставяйки по-горе икономически ползи. Такива ситуации, разбира се, ще бъдат програмирани, но е невъзможно да се предвиди всичко. Хората рано или късно ще попаднат в сервиз, машините ще ги използват. Само човек, способен на творчески решения, ще остане на човек. И не е задължителноче това ще се дължи на конспирация на машини. Самите ние можем да се окажем в подобна ситуация, програмирайки машините по такъв начин, че изпълнявайки поставените от нас задачи, те да не отчитат интересите на човек.
Елон Мъск излезе с ход: човек ще ходи с раница с изчислителна мощност, към която мозъкът ще се обърне според нуждите. Но за да назначите определени задачи на машини, изисква директен контакт с мозъка. От мозъка до раницата ще прокара кабел или колата ще бъде пришита под кожата. Тогава човекът ще бъде напълно осигурен с трансцендентална памет и бързина. Това електронно устройство няма да се преструва на човек в историята, но за работодателите човек ще разшири възможностите си. Камионът ще може да си позволи да спи в колата: ще бъде задвижван от интелекта, който ще събуди мозъка в критичен момент.
Как да се свържете с мозъка? Разполагаме с всички технически средства. Освен това стотици хиляди хора вече вървят с такива електроди по медицински причини. За да откриете фокуса на епилептичен припадък и да го спрете, се инсталират устройства, които записват електрическата активност на мозъка. Веднага щом електродите забележат признаци на атака в хипокампуса, те го спират. В Съединените щати има лаборатории, в които се имплантират такива устройства: костта се отваря и в кората се поставя плоча с електроди с един и половина милиметра, до средата й. След това се монтира още една матрица, прът се приближава до нея, натиска се бутон и той рязко, с голямо ускорение, удря матрицата, така че тя влиза в кората с един и половина милиметра. Тогава всички ненужни устройства се отстраняват, костта се зашива и остава само малък конектор. Специален манипулатор,кодираща електронната активност на мозъка, тя дава на човек способността да контролира, например, роботизирана ръка. Но това се обучава с големи трудности: на човек са нужни няколко години, за да се научи как да контролира такива обекти.
Защо електродите се имплантират в моторната кора? Ако моторната кора контролира ръката, тогава е необходимо да получавате команди оттам, които управляват манипулатора. Но тези неврони се използват за контрол на ръката, чието устройство коренно се различава от манипулатора. Професор Ричард Андерсън излезе с идеята за имплантиране на електроди в района, където се ражда планът за действие, но все още не са разработени драйвери за управление на движенията. Имплантира неврони в париеталната област, в пресечната точка на слуховата, зрителната и двигателната част. Учените дори успяха в двупосочен контакт с мозъка: те разработиха метална ръка, върху която бяха инсталирани сензори, стимулиращи мозъка. Мозъкът се е научил да прави разлика между стимулация на всеки пръст поотделно.
Друг начин е неинвазивната връзка, при която електродите се поставят на повърхността на главата: това, което клиники наричат електроенцефалограма. Създава се мрежа от електроди, в която всеки електрод съдържа микросхема, усилвател. Мрежата може да бъде кабелна или безжична; информацията отива направо към компютъра. Човек полага умствени усилия, промените в потенциалите на мозъка му се наблюдават, класифицират и дешифрират. След разпознаване и класификация информацията се подава към съответните устройства - манипулатори.
Друг ход е социализацията на пациенти с двигателни и говорни нарушения. В проекта Neurochat пред пациента се поставя матрица с букви. Колоните и редовете му са подчертани и ако селекцията падне по линията, от която се нуждае човекът, електроенцефалограмата отчита малко по-различна реакция. Същото се случва и с колоната, а на кръстовището е буквата, от която човек се нуждае. Надеждността на системата в момента е 95%. Необходимо беше пациентът просто да се свърже с интернет и да изпълнява всякакви задачи, така че не само букви бяха добавени към матрицата, но и икони, обозначаващи определени команди. Наскоро бе изграден мост между Москва и Лос Анджелис: пациенти от местни клиники успяха да установят контакт чрез кореспонденция.
Най-новото развитие в областта на контактите с мозъка са невросимбиотичните клъстери, които се контролират не с букви, а от клетките на паметта на машината. Ако вземем осем клетки или един байт, тогава с такъв контакт можем да изберем една от клетките и да запишем единица информация там. По този начин ние общуваме с компютъра, записвайки в него същия „40265“. Клетките съдържат както стойностите, които трябва да бъдат оперирани, така и процедурите, които трябва да бъдат приложени към тези клетки. Така че - без да нахлувате в мозъка, но от повърхността му - можете да управлявате компютър. Учените по материали са измислили много тънка жица от пет микрона, изолирана по цялата й дължина, а в нейните възли са поставени сензори за електрически потенциал. Жицата е много еластична: тя може да бъде хвърлена върху предмет с всякакъв релеф и по този начин да събере електрическо поле от всяка, най-малката повърхност. Тази мрежа може да се смеси с гела, да се постави сместа в спринцовка и да се инжектира в главата на мишката, където тя ще се разшири и ще бъде разположена между лобовете на мозъка. Но сместа не може да попадне в самия мозък, така че новата идея е да се инжектира мрежа в мозъка, когато тепърва започва да се образува, в ембрионален стадий. Тогава той ще бъде в масата на мозъка и клетките ще започнат да растат през него. Така получаваме брониран мозък с кабел. Такъв мозък може бързо да разбере в коя област е необходимо да се промени потенциалът на компютъра да изпълнява определени задачи или да записва информация в своите клетки, защото той взаимодейства с електродите от раждането. И това е пълен контакт.така че новата идея е да се инжектира мрежата в мозъка, когато тепърва започва да се образува, в ембрионалния стадий. Тогава той ще бъде в масата на мозъка и клетките ще започнат да растат през него. Така получаваме брониран мозък с кабел. Такъв мозък може бързо да разбере в коя област е необходимо да се промени потенциалът на компютъра да изпълнява определени задачи или да запише информация в клетките си, защото взаимодейства с електродите от раждането. И това е пълен контакт.така че новата идея е да се инжектира мрежата в мозъка, когато тепърва започва да се образува, в ембрионалния стадий. Тогава той ще бъде в масата на мозъка и клетките ще започнат да растат през него. Така получаваме брониран мозък с кабел. Такъв мозък може бързо да разбере в коя област е необходимо да се промени потенциалът на компютъра да изпълнява определени задачи или да запише информация в клетките си, защото взаимодейства с електродите от раждането. И това е пълен контакт.в коя област трябва да промените потенциала на компютъра да изпълнява определени задачи или да записва информация на своите клетки, защото той взаимодейства с електродите от раждането. И това е пълен контакт.в коя област трябва да промените потенциала на компютъра да изпълнява определени задачи или да записва информация на своите клетки, защото той взаимодейства с електродите от раждането. И това е пълен контакт.
Настя Николаева