Улучшение коры головного мозга

Продолжение разбора книги «Singularity is nearer». В настоящее время технологически мы можем контактировать с нашим мозгом или без вскрытия черепа (неинвазивные методы) или со вскрывая череп (инвазивные методы). К неинвазивным методам можно отнести функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), которая измеряет кровоток в мозге как индикатор нейронной активности. Когда определенная часть мозга становится более активной, она потребляет больше глюкозы и кислорода, требуя притока крови. В настоящее время можно определить такие увеличения активности зон мозга размером около 0,7–0,8 миллиметра. Тем не менее, из-за задержки между фактической активностью мозга и кровотоком, активность мозга часто можно измерить только с точностью до нескольких секунд (максимум до 400–800 миллисекунд), что чрезвычайно медленно в мире нейронной активности.

Электроэнцефалограммы (ЭЭГ) имеют противоположную проблему. Эти приборы непосредственно фиксируют электрическую активность мозга, что позволяет определять сигналы с точностью до одной миллисекунды. Однако из-за того, что эти сигналы обнаруживаются снаружи черепа, трудно точно определить, откуда они пришли, что приводит к тому, что зоны, с которых снимается сигнал имеют размеры в шесть-восемь кубических сантиметров (в самых лучших приборах можно определить с точностью до одного-трех кубических сантиметров).

Проникновение в мозг с электродами помогает избежать компромисса между пространственным и временным разрешением и позволяет нам не только непосредственно записывать (например, понять, когда мы хотим пошевелить пальцем) активность отдельных нейронов, но и стимулировать их (например вызвать в мозге ощущение прикосновения к руке) — двухстороннее общение. Однако внедрение электродов в мозг с использованием современных технологий требует хирургического вмешательства и может повредить нейронные структуры. Поэтому такие подходы сосредоточены на помощи людям с ограниченными возможностями, такими как потеря слуха или паралич, где выгода перевешивает риск. Например, система BrainGate позволяет людям с боковым амиотрофическим склерозом или травмами спинного мозга управлять курсором компьютера или роботизированной рукой с помощью силы мысли (см изображение).

В настоящее время активно проводятся исследования, направленные на создание переводчика мозговых волн в текст. В 2020 году прошли исследования, спонсируемые Facebook, где у людей считывалась мозговая активность с помощью 250 внешних электродов, после чего использовали мощный ИИ, чтобы сопоставить активность коры головного мозга со словами из произнесенных образцовых предложений. На основе этого, используя словарь из 250 слов, исследователи смогли предсказывать мысли людей с точностью до 3%. Это впечатляющие результаты.

Одним из самых амбициозных проектов по расширению числа нейронов является Neuralink. В ходе теста на лабораторных крысах был продемонстрирован считывание мозговых волн с 1500 электродов, по сравнению с сотнями, использовавшихся в других проектах. В 2021 году продемонстрировано, как обезьяна с этим устройством, смогла силой мысли играть в видеоигру Pong (см изображение). После периода регуляторных проблем Neuralink получила одобрение FDA на начало испытаний на людях и в 2024 году уже два человека с параличом рук и ног получили чип от Neuralink, который помогает им не только полноценно пользоваться интернетом, но и даже играть в такие игры как Civilization, Counter Strike, Mario cart (см изображение).

Тем временем Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны (DARPA) работает над долгосрочным проектом под названием Neural Engineering System Design, который направлен на создание интерфейса, способного подключаться к миллиону нейронов для записи и стимулировать 100 000 нейронов. Агентство профинансировало несколько различных исследовательских программ для достижения этой цели, например, команда из Университета Брауна работает над созданием «нейрозерен» размером с песчинку, которые могут быть имплантированы в мозг, взаимодействуя с нейронами и друг с другом для создания «корковой интрасети». В будущем интерфейсы «мозг-компьютер» станут практически неинвазивными, что, вероятно, будет означать безвредные наноскопические электроды, вставляемые в мозг через кровеносные сосуды. Сколько же вычислительных мощностей нам понадобится для записи активности мозга? Общее количество вычислений, необходимых для симуляции человеческого мозга, вероятно, составляет около 10^14 операций в секунду или меньше.

Но ведь нам не нужно будет (хотя бы на начальных этапах) учитывать многие виды активности в мозге, которые не требуются для генерации наблюдаемого поведения. Например, весьма сомнительно, что внутриклеточные детали, такие как ремонт ДНК внутри ядра нейрона, имеют отношение к когниции. Однако даже если в мозге происходит 10^14 операций в секунду, интерфейсу «мозг-компьютер» не нужно учитывать большую часть этих вычислений, так как они представляют собой предварительную активность, происходящую далеко под верхним слоем неокортекса. Скорее, нам нужно будет общаться только с его верхними уровнями. И мы можем полностью игнорировать некогнитивные процессы мозга, такие как регуляция пищеварения. Поэтому Рэй Курцвкейл оценивает, что для практического нейроинтерфейса потребуется только миллионы или десятки миллионов одновременных подключений. Достижение такого количества потребует уменьшения размеров технологии интерфейса, и мы будем все больше использовать передовые технологии ИИ для решения сложных инженерных и нейробиологических задач, которые это предполагает. В какой-то момент 2030-х годов мы достигнем этой цели с использованием наноботов. Наноботы будут соединять верхние слои нашего неокортекса с облаком, позволяя нашим нейронам напрямую взаимодействовать с симулированными нейронами, размещенными для нас в сети. Для этого не потребуется сложная операция на мозге — наноботы смогут вводиться неинвазивно через капилляры.

Как только будет добавлен первый слой виртуального неокортекса, на этом все не закончится — новые слои можно будет добавлять поверх него (с точки зрения вычислений), создавая все более сложные когнитивные способности. По мере того, как все будет прогрессировать и производительность вычислений будет продолжать улучшаться в геометрической прогрессии, вычислительные мощности, доступные нашим мозгам, также будут расти. Когда мы сможем получить доступ к дополнительному неокортексу в облаке, скачок в когнитивной абстракции, вероятно, будет аналогичен тому, как мы изменились от состояния австралопитеков до современных людей.

Результатом станет создание способов выражения, значительно более богатых, чем те, что возможны сегодня — более глубоких, чем мы можем себе представить на данный момент. Существует внутренняя ограниченность в попытках вообразить, как будут выглядеть будущие средства художественного выражения. Но полезно подумать по аналогии с последней неокортикальной революцией. Попробуйте представить, как это было бы для обезьяны — высокоразвитого животного с мозгом, по своей структуре схожим с нашим — смотреть кино.

Таким образом, когда мы думаем об искусстве, созданном для людей с подключенным к облаку неокортексом, дело не только в улучшенной компьютерной графике или даже в вовлечении таких чувств, как вкус и запах. Речь идет о радикально новых возможностях того, как сам мозг обрабатывает опыт. Например, актеры сейчас могут передавать мысли своего персонажа только через слова и внешние физические выражения. Но в будущем у нас может появиться искусство, которое напрямую вводит в наши мозги сырые, неорганизованные, невербальные мысли персонажа — во всей их невыразимой красоте и сложности. Такое культурное богатство станут возможными благодаря интерфейсам «мозг-компьютер». Это будет процесс со-творчества — развитие наших умов для обретения более глубокого понимания и использование этих способностей для создания новых, трансцендентных идей, которые наши будущие умы смогут исследовать. Наконец, мы получим доступ к собственному исходному коду, используя ИИ, способный к самоперепроектированию. Поскольку эта технология позволит нам сливаться с создаваемым нами суперинтеллектом, мы фактически будем воссоздавать самих себя. Освобожденные от ограничений нашего черепа и работающие на носителе, который обрабатывает информацию в миллионы раз быстрее, чем биологическая ткань, наши умы смогут развиваться экспоненциально, увеличивая наш интеллект в миллионы раз. Это и есть суть определения Сингулярности Рэя Курцвейла.

Источник: vk.com

Комментарии: