4 Forhindringer Til At Gøre En Digital Menneskelig Hjerne

{h1}

Før ingeniører kan lave en maskine, der virkelig efterligner et menneskeligt sind, har forskere stadig en lang vej at modellere hjernens 100 milliarder neuroner, der skaber 100 billioner forbindelser.

NEW YORK - Futurists advarer om en teknologisk singularitet på den ikke-fjerntliggende horisont, når kunstig intelligens vil svare til og til sidst overgå menneskelig intelligens. Men før ingeniører kan lave en maskine, der virkelig efterligner et menneskeligt sind, har forskere stadig en lang vej at modellere hjernens 100 milliarder neuroner og deres 100 billioner forbindelser.

Allerede i Europa etablerede neuroscientist Henry Markram og hans team det kontroversielle men ambitiøse Human Brain Project, der søger at opbygge en virtuel hjerne fra bunden. Tidligere i år meddelte USAs præsident, Barack Obama, at millioner af føderale dollars vil blive sat til indsats for at kortlægge hjernens aktivitet gennem hjernevidenskaben gennem fremme af innovative neuroteknologier eller BRAIN-initiativ.

Fredag ​​aften (31. maj) er et panel af eksperter på World Science Festival her i New York analyseret gennem udfordringer, som sådanne virksomheder udgør for videnskab og teknologi. Følgende er fire af forhindrene for at lave en digital hjerne diskuteret under sessionen "Architects of the Mind: En Blueprint for Human Brain." [10 overraskende fakta om den menneskelige hjerne]

1. Hjernen er ikke en computer

Måske kan forskere opbygge computere, der er som hjerner, men hjerner løber ikke som computere. Mennesker har en tendens til at sammenligne hjernen med dagens mest avancerede maskiner, sagde udviklingsbistand neurobiologist Douglas Fields, fra National Institute of Child Health and Human Development. Selvom vores bedste analogi er en computer lige nu, "det er ydmygende at indse, at hjernen måske ikke virker som sådan overhovedet," tilføjede Fields.

Hjernen delvist kommunikerer gennem elektriske impulser, men det er et biologisk organ lavet af milliarder celler, og celler er i det væsentlige kun "poser med havvand", sagde Fields. Hjernen har ingen ledninger, ingen digital kode og ingen programmer. Selvom forskere kunne anvende analogi af computer kode, ville de ikke vide hvilket sprog hjernen blev skrevet i.

2. Forskere har brug for bedre teknologi

Kristen Harris, neuroscientist ved University of Texas i Austin, smed sig ind i en computeranalogi selv og sagde, at forskere har en tendens til at tro, at en enkelt hjernecelle har den tilsvarende magt på en bærbar computer. Det er kun en måde at illustrere den skræmmende kompleksitet af processerne på arbejdspladsen i hver enkelt celle.

Forskere har kunnet se på forbindelserne mellem individuelle neuroner i fantastiske detaljer, men kun i form af en omhyggelig proces. De finskårer neuralt væv, scanner hundredvis af disse skiver under et elektronmikroskop, og sætter dem derefter sammen igen i en computer rekonstruktion, forklarede Murray Shanahan, professor i kognitiv robotik på Imperial College London. [Billedgalleri: Skæring gennem hjernen]

At gentage processen for en hel hjerne ville tage livet ved hjælp af den nuværende teknologi. Og for at få en ide om den gennemsnitlige hjerne, ville forskere skulle sammenligne disse trillioner af forbindelser på tværs af mange forskellige hjerner.

"Den store udfordring giver mig videnskabsmanden - redskaberne til at gøre denne analyse på et hurtigere niveau," sagde Harris. Hun tilføjede, at fysikere og ingeniører kunne være i stand til at hjælpe forskere med at klare sig, og hun er håb, at BRAIN-initiativet vil stimulere et sådant samarbejde.

3. Det handler ikke kun om neuroner

Selvom nyere maskiner effektivt kunne kortlægge alle trillionerne af neuronforbindelser i hjernen, ville forskere stadig skulle dechiffrere, hvad alle disse links betyder for menneskelig bevidsthed og adfærd.

Derudover udgør neuroner kun 15 procent af cellerne i hjernen, sagde Fields. De andre celler hedder glia, hvilket er det græske ord for "lim". Det var lang tid, at disse celler gav strukturel og næringsmæssig støtte til neuronerne, men Fields sagde glia kan være involveret i vital baggrundskommunikation i hjernen, der hverken er elektrisk eller synaptisk.

Forskere har registreret ændringer i glialceller hos patienter med amyotrofisk lateralsklerose (ALS), epilepsi og Parkinsons sygdom, sagde Fields. En undersøgelse fra 2011 fandt abnormiteter i glialceller kendt som astrocytter i hjernen hos deprimerede mennesker, der havde begået selvmord. Felter påpegede også, at neuronerne i Einsteins hjerne ikke var bemærkelsesværdige, men hans glialceller var større og mere komplicerede end dem, der blev fundet i en gennemsnitlig hjerne.

4. Hjernen er en del af et større legeme

Hjernen reagerer konstant på input fra resten af ​​kroppen. At studere hjernen på en isoleret måde ignorerer i sig selv de signaler, der kommer ind gennem disse veje, advarede Gregory Wheeler, en logiker, filosof og computerforsker ved Carnegie Mellon University.

"Hjerner udviklet sig for at få kroppen til at bevæge sig rundt i verden," sagde Wheeler. I stedet for at modellere hjernen på en disembodied måde, bør forskerne lægge det i en krop - en robotkrop, det vil sige.

Der er allerede nogle eksempler på den slags maskine, Wheeler har i tankerne. Han viste publikum en video af Shrewbot, en robot modelleret efter den etruskiske pygmy shrew skabt af forskere ved Bristol Robotics Lab i Det Forenede Kongerige. Signalerne kommer fra robotens følsomme "whiskers" indflydelse på dens næste bevægelser.

Følg Megan Gannon på Twitter og Google+. Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: Rajesh Rao: Computing a Rosetta Stone for the Indus script.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com