Мозг

Еврокомиссия одобрила финансирование самого крупного и амбициозного проекта по симуляции человеческого мозга. Проект Human Brain Project объединит усилия европейских учёных на 2013-2023 гг и предварительно оценивается в 1,19 млрд евро.

Расчищая Авгиевы конюшни на своем компе, взялся за структурирование накопившихся линков. Подумал, может и другим будет интересно то, что когда-то мне показалось достойным. Опять же, будет к чему отсылать с вопросом есть чо? «что почитать?»

Этот набор (порядка 400 ссылок) ни в коей мере не претендует на полноту или объективность. Наоборот, приглашаются все желающие дополнить и исправить (например раздел «Онлайн Курсы» подозрительно пуст). Если будет интерес, буду апдейтить этот пост новыми линками + апдейты отдельными постами оформлять.

Не стал я сюда давать ссылки на книги по нейробиологии и совсем заумные статьи (хотя много ссылок на оригиналы статей) — это тема для отдельного поста, наверное, с хорошим обзором. Если кому-то захочется почитать статью, к которой доступ закрыт — пишите, вышлю.

Много ссылок на английские сайты, я не стал их переводить, чтобы не вводить в заблуждение.

PS: я оставил ссылки как есть, чтобы было видно куда ведет. Если кого напрягает — пишите, апдейтом спрячу.

Нейробиологи из Университета Ватерлоо утверждают, что создали самую сложную и масштабную модель человеческого мозга. С помощью open source нейросимулятора Nengo на суперкомпьютере они эмулировали работу 2,5 миллионов нейронов, разделённых по функциональности, в соответствии с реальными отделами человеческого мозга.

Жаль только — жить в эту пору прекрасную уж не придется — ни мне, ни тебе. Н.Некрасов.

Говорят, что мозг-де можно смоделировать на компьютере, нейронные сети есть модель мозга, можно скопировать сознание человека.

Вообще-то, это совсем не так. К сожалению, в мозге сигналы передаются электрохимическим путем. Каждый нейрон при этом содержит от тысячи и до сотен тысяч связей. В течение дня тысячи связи разрушаются, при этом образуются новые.

Но и это еще не все! Сами по себе электрические импульсы лишь побуждают нейрон к определенной реакции.
Дело в том, что электрохимический способ передачи информации говорит о том, что в передаче информации в мозге используются специальные химические реакции. Механизм достаточно детально описан в этом посте.

В целом добавим, что нейронов в мозге до 100 миллиардов, и получается такая комбинация вариантов, что смоделировать эту систему нельзя на данном этапе развития человека.

На сегодняшний день становится очевидным, что человеческий мозг имеет совершенно явные естественные ограничения и в основном работает, что называется «на всю катушку». Я рассматриваю сферу умственного труда естественно. Миф о том, что мозг использует лишь 10% своего потенциала это всего лишь миф. И, по всей видимости, тренировками и (или) медицинскими способами качество интеллекта можно поднять лишь весьма ограниченно. Современная наука все более сходится во мнении, что при текущем устройстве мозга мы не можем быть умнее, чем мы есть.

Сразу дискламер: я редко пишу посты на широкую аудиторию, и более правильного ресурса для этого текста в рамках моего кругозора не нашлось. Тем не менее, если кто-то найдет это интересным, значит не зря… Поехали.

С чего все началось

Как-то я услышал от одного человека мысль о том, чтобы заниматься бизнесом, ему приходится «выращивать в себе Мистера Хайда», типа некая альтернатива его личности способна придумать что-то такое, что не способен придумать он сам. Конечно же, он шутил, по большей части, и тогда я этому значение не придал. Вспомнил эту точную метафору лишь, когда сам решил, что мне нужно развивать креативность, умение продуктивно фантазировать, придумывать нестандартные решения.

Продолжение.

Начало здесь: Нейробиология и искусственный интеллект: часть первая — ликбез,
и здесь: Нейробиология и искусственный интеллект: часть полуторная – новости от Blue Brain Project.

Теперь, вооружившись новым знанем, можно порассуждать о том, каким образом транспорт ионов через мембраны приводит к интеллекту и сознанию. Правильного, полного и четкого ответа пока никто дать не может, так что будем рассматривать текущую ситуацию на примерах.

Хочу напомнить, что данная серия статей не претендует на детальное описание всех процессов, вовлеченных в когнитивную деятельность мозга, а является описательной, дабы дать интересующимся представление о принципах работы мозга, интеллекта и сознания.

И как же интеллект связан с деятельностью нейронов?

Кто из нас хотя бы раз в жизни не задумывался о том, чтобы жить вечно?
Происходило это и со мной. Можно сделать биологическую клетку, ориентированную на бесконечное число делений, без зависимости от типа клетки.
Но как сущий технарь я понимаю, что человеческое тело несовершенно.
Вечной жизни для биологического индивидума можно достичь двумя путями. Различными по своей сложности и возможностям, которые предоставят эти решения.

1. Управляемое бесконечное деление биологической клетки
2. Перенос сознания на другой более отказоустойчивый носитель.

Смысл статьи и последующей дискуссии — исследовать теорию именно по пункту 2, т.к. он подразумевает не копирование личности, когда ваш мозг скопирован в кого-то другого, но при этом вы остаётесь самим собой, а перенос именно вашего мозга на другой носитель, да так, чтобы вы не прекратили своего существования, мыслительного континуума, самоосознания.

Ученые пока не могут точно сказать, какие именно процессы на клеточном уровне приводят к депрессии, однако они с уверенностью утверждают: мозг депрессивного человека даже в спокойном состоянии подвержен перегрузке. Связано это, прежде всего, с тем, что сигналы между подкорковой и лимбической областями мозга при депрессии проходят куда более длинный путь, чем в нормальном, жизнерадостном состоянии. Меняется также их интенсивность.

Наверняка, многие слышали о таком понятии, как “состояние потока”. Сейчас выходит много умных книжек и статей на эту тему. Но если не вдаваться в подробности и говорить простыми словами, то это такое состояние, в котором лучше всего работать. Концентрация и вовлеченность в таком состоянии максимальны, правильные решения приходят в голову быстро и естественно, ничто окружающее не отвлекает: ни захламленный рабочий стол, ни неудобное кресло, ни поздний час или голодный желудок.

Все это здорово, и каждый из нас, скорее всего, вспомнит что-то из своего опыта. Но проблема в том, что “перестроить” себя в такое состояние не просто, а вот “вывалиться” из него очень легко. Особенно, если речь идет о скучной или непонятной работе, в этом случае «инерция для входа” особенно высока. Размышляя недавно обо всем этом, я понял, что периодически неосознанно использовал один прием, которым и хочу поделиться.

Это моя вольная интерпретация накопленных на данный момент знаний как непосредственно из нейрофизиологии и смежных наук, так и при конструировании динамических нейросетей.

У мозга есть отдаленное сходство с машинами виртуализации. Например в том, что он способен симулировать в себе поведение окружающих динамических сущностей, начиная со своего обладателя. Его элементы идеально подходят для такой симуляции, как и элементы FPGA. И сама эта симуляция или отражение — происходит непрерывно и автоматически, по мере открытия «новых граней» объекта и в чем-то предвосхищая или прогнозируя их.

Все непонятное кажется сложным, запутанным и труднообъяснимым. Такое отношение совершенно понятно и по отношению к сильному ИИ. Наш мозг умеет столько всего, что невольно кажется, что для объяснения принципов его работы необходимо разобраться в сложнейшем хитросплетении множества различных принципов и разнообразных систем. Собственно, это порождает соответствующие подходы к изучению ИИ, которые время от времени описываются на этом сервере. Всякий, кто профессионально занимается ИИ, со временем определяется с неким философским воззрением, которое приобретает для него религиозный оттенок. Пытаться опровергнуть или даже поставить под сомнение это воззрение задача неблагодарная. В конце концов только работающая модель ИИ — веский довод в пользу одной из теорий. Так что прошу воспринимать мое повествование исключительно как мою личною точку зрения. Так вот, я убежден, что уже удалось сформулировать основные принципы необходимые для построения сильного ИИ и в основном понятно, и что есть мышление и как его смоделировать в полном объеме. Подробности под катом.

Для затравки — простая математическая загадка. Бейсбольный мяч и бита вместе стоят 1 доллар и 10 центов. При этом бита стоит на 1 доллар дороже мяча. Сколько стоит мяч?

Элементарные частицы

Еще совсем недавно, пару сотен лет назад, физики открыли атом и признали его неделимым. Потом другие физики его разделили, еще раз разделили и собираются снова делить. И каждый раз старательно доказывают элементарность открытых ими частиц. Это наводит меня, далекого от физики человека, на мысль о возможности бесконечного деления любого физического элемента, любой материи. А как следствие — любая частица материи включает в себя несколько аналогичных друг другу частиц более низкого уровня.

Довольно интересно сопоставить всеобщее американское благоговение перед заслугами Стива Джобса и драконовскую политику США в отношении оборота наркотиков, поскольку это довольно противоречивые вещи, из некролога Джобса в NY Times:

[Джобс] сказал репортёру, что приём ЛСД¹ был одной из двух или трёх самых важных вещей в его жизни. Он сказал, что некоторые свойства его личности другие люди, которые не пробовали психоделики — даже близкие люди, как его жена, — никогда не могли понять.

В отличие от многих других знаменитостей, которые говорили, что добились успеха вопреки наркотикам, Джобс заявил, что его успех был частично — в значительной степени — объяснялся приёмом нелегального препарата.

Стив Джобс также добавил, что Билл Гейтс «стал бы менее зашоренным, если бы однажды капнул кислоты»².

Прочитав историю tanenn, решил рассказать и о себе: я аутист. Если быть точнее, то у меня Синдром Аспергера.

Так уж «повезло», что с рождения диагноз поставить мне не могли: тогда распался СССР и нашей семье пришлось бежать.
13 переездов сделали свое: диагностировать было сложно. Однако к 18-летию я решил-таки сходить в военкомат, где был тут же отправлен к психологам, которые и поставили данный диагноз.

Заранее извиняюсь за то, что рассказ может быть несколько странно изложен.

На иллюстрации внизу показана обратная сторона маски — вогнутое изображение (видео). Из-за известного «глюка» в человеческом мозге большинство здоровых людей видят здесь выпуклое изображение, игнорируя очевидные признаки света и тени. Примерно два года назад учёные доказали, что мозг шизофреника обмануть не удаётся — для него маска остаётся вогнутой. Это интересный случай, когда искажение реальности и самообман — признак здорового человека.



Данная оптическая иллюзия не действует также на некоторых людей под воздействием алкоголя и наркотиков.

Стэнфордские нейробиологи потратили несколько лет, разрабатывая новый способ 3D-сканирования мозга. Они совместили объёмную компьютерную томографию (array tomography — техника «антенных решёток» из радиоастрономии) и специально разработанный софт, чтобы получить объёмную и реалистичную 3D-модель. Такую, по которой можно перемещаться, масштабировать и вращать её в разных измерениях.

Сканирование от мягкой оболочки коры мозга мыши через шесть слоёв и подкорковое белое вещество к прилегающему полосатому телу.

Изучив полученную картину, учёные пришли к выводу, что синапсы устроены гораздо сложнее, чем предполагалось раньше.

В последние годы область крупномасштабного моделирования мозговой активности стала активно развиваться и все большее количество математиков и нейробиологов вовлекается в нее. В данном обзоре я проведу краткий обзор наиболее известных и удачных проектов в этой области. Также в заключении опишу мои мысли по поводу перспективы и полезности дальнейшего развития проектов подобного рода.

Впервые в мире начинается тестирование на людях модульного протеза руки, управляемого непосредственно мозгом. Совместный проект Пентагона и Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса(APL) — модульный протез руки — будет полностью контролироваться сенсорами имплантированными в мозг, и даже будет создавать ощущения прикосновения, передавая электрические импульсы обратно в кору головного мозга.