سیلیکون، با نورون برخورد می کند!
تراشه ها- که واحدهای هوش مصنوعی هستند- در کنار سلولهای عصبی- که واحدهای هوش طبیعی هستند- بهتر عمل میکند!
از تکامل تا مغز، از مغز تا تکامل هوش مصنوعی، قسمت هجدهم
(هوش مصنوعی در مقایسه با هوش طبیعی، کودکی تازه متولد شده است و نتایج حاصل از آن، گاهی امیدبخش و گاهی هشدار دهنده می‌نمایند.
میلیاردها سال تکامل طبیعی سلول ها در موجودات زنده، به میلیاردها سلول عصبی هوشمند در مغز انسان رسیده است که از طریق سیناپس ها و نوروپلاستیسیتی، قابلیت سازگاری فوق العاده ای با محیط خود دارد.
دانشمندان هوش مصنوعی کوشش میکنند از این قابلیت فوق العاده، استفاده کنند تا تراشه های هوش مصنوعی را با تقلید از روی نورون، ارتقا بخشند.
بهترین الگوی کنونی برای تقلید، طبیعتی است که با تکامل عام در طول میلیاردها سال، سازگاری را با محیط، به بهترین شکل آموخته است و برای دانشمندان، الگو و نمونه ای را عرضه می کند که یادگرفتن از آن، ساده تر و سودمندتر از آزمایش هایی است که در آزمایشگاه ها از صفر شروع می‌شود.
امروز در سایه ی پیشرفت های تکنولوژی، امکانات دانشمندان، ترکیب دو سیستم طبیعی و مصنوعی را فراهم کرده است و این دستآوردی بزرگ برای ارتقای سیستم های مصنوعی در کنار سیستم های طبیعی است. این دستآورد جدید، تکنولوری را با محصول تاریخی طولانی از تکامل مادی، ترکیب میکند و ترکیب رمزهای تاریخی موجود در سلولهای عصبی در کنار تراشه های هوش مصنوعی، تکنولوژی نوینی را بشارت میدهد و آرزوهای قدیمی ابر انسان و سایبورگ شدن را ممکن میکند. در این میان آنچه جایش خالی است، بخش بزرگی از وجود انسان در قالب تاریخ جدید بشریت در حدود ۱۵ هزار سال قبل، پس از مهاجرت از آفریقا است. ترکیب تاریخ تکاملی و تکنولوژی هرچند شگفت و جذاب می نماید ولی نادیده گرفتن بخش بزرگی از تاریخ اخیر بشریت- که در دوره ی کوتاهی، فراتر از قوانین تکامل عام توانست تمدنی انسانی و اخلاقی را ایجاد کند- بی انصافی در حق انسان و انسانیت خواهد بود.
اکنون و در آینده، تکنولوژی با سرعتی شگفت با تقلید از روی تکامل عام پیش خواهد رفت ولی در آینده در صوتی به تمدنی پیشرفته تر در همه ی ابعاد، منجر خواهد شد که نگاه یک جانبه ی مادی، به نگاهی همه جانبه در جامعه ی علمی و تحقیقاتی، تحول یابد.
نگاه شود: مقاله ی مغز به تنهایی برای فرهنگ و تمدن سازی انسانی کافی نیست! در همین کانال)
نورون ها در داخل یک محلول غنی از مواد مغذی، کشت می شوند و همه چیزهایی را- که برای سلامتی نیاز دارند- تامین می کنند. رشد فیزیکی آنها از طریق یک تراشه ی سیلیکونی است که دارای مجموعه‌ای از پینها است. این پینها تکانه‌های الکتریکی را به ساختار عصبی می‌فرستد و در عوض تکانه‌ها را دریافت میکند.
این اقدامات تأثیر مثبت یا منفی در biOS دارد که ذهن آن را درک میکند و برای بهبود آن بازخورد، تطبیق می‌یابد.
نورون انسان، خود برنامه‌ریزی میکند و بینهایت انعطاف‌پذیر در نتیجه چهار میلیارد سال تکامل است و آنچه را که مدل‌های دیجیتال سعی و تقلید میکنند، تازه شروع کرده ایم.
سلول های مغز انسان در یک ظرف یاد می گیرند که پینگ پنگ بازی کنند!
نورون‌های بیولوژیکی زنده، بیشتر از هوش مصنوعی نشان می‌دهند که مغز چگونه کار میکند.
یک تیم به رهبری دانشگاه ملبورن، برای اولین بار نشان داده است که 800000 سلول مغزی- که در یک ظرف زندگی می کنند- می توانند وظایف هدفمندی را انجام دهند. در این مورد، بازی کامپیوتری ساده ای مانند پینگ پنگ است. نتایج این مطالعه در مجله ی Neuron منتشر شده است .
اکنون آنها می خواهند بفهمند، وقتی DishBrain آنها تحت تأثیر داروها و الکل قرار می گیرد، چه اتفاقی می افتد.
دکتر برت کاگان نویسنده ی ارشد این مقاله، که مدیر ارشد علمی استارت‌آپ Cortical Labs است، می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که میتوانیم با نورون‌های بیولوژیکی زنده، به گونه‌ای تعامل داشته باشیم که آنها را وادار به اصلاح فعالیت‌هایشان کند و منجر به چیزی شبیه به هوش شود. این مقاله، به ساخت نسل جدیدی از تراشه های کامپیوتری بیولوژیکی، اختصاص داده شده است. (بازخورد feedback، توان سیستم های هوش مصنوعی را در تولید محصول و ارتقای آن در تناسب با شرایط محیطی بالا می‌برد. طبیعتا آنچه دانشمندان هوش مصنوعی تولید میکنند تاریخچه ی طولانی ای در مقایسه با تکامل چند میلیون ساله ی مغز و سلول پیشرفته ی عصبی ندارد. چند میلیون سال تکامل، سیستم عصبی مرکزی و نورون را بسیار کارآمد و قدرتمند در رویارویی با سخت ترین شرایط محیطی کرده است.
بازخورد هرچند تا حدی میتواند محصول ماشین های هوش مصنوعی را ارتقا دهد برای رسیدن به بهترین محصول، به زمانی طولانی نیاز دارد. ترکیب سیستم های هوش مصنوعی با نورون ها کمکی در کوتاه کردن این زمان طولانی است.
ترکیب تراشه های سیلیکونی با نورون ها شاید به تولید محصول بهتر، کمک کند.)
نویسندگان همکار او به دانشگاه موناش، دانشگاه RMIT، دانشگاه کالج لندن و موسسه تحقیقات پیشرفته کانادایی، وابسته هستند.
دکتر Hon Weng Chong، مدیر اجرایی آزمایشگاه Cortical lab می‌گوید: «DishBrain یک رویکرد ساده‌تر برای آزمایش نحوه ی عملکرد مغز و به دست آوردن بینش در مورد شرایط ناتوان‌کننده ای مانند صرع و زوال عقل، ارائه میکند.
در حالی که دانشمندان برای مدتی توانسته‌اند نورون‌ها را روی آرایه‌های چند الکترودی نصب کنند و فعالیت آنها را بخوانند، این اولین بار است که سلول‌ها به روشی ساختاریافته و معنادار تحریک می‌شوند.
کاگان می‌گوید: «در گذشته، مدل‌هایی از مغز بر اساس آنچه دانشمندان رایانه در مورد کار مغز تصور میکنند، ساخته شده است. این، معمولاً مبتنی بر درک فعلی ما از فناوری اطلاعات، مانند محاسبات سیلیکونی است.
ما واقعا نمی‌دانیم مغز چگونه کار میکند.
با ساختن یک مغز مدل زنده از ساختارهای اساسی به این روش، دانشمندان قادر خواهند بود آزمایش خود را با استفاده از عملکرد واقعی مغز به جای مدل‌های مشابه ناقص مانند رایانه، انجام دهند.
به عنوان مثال، کاگان و تیمش آزمایش های بعدی را انجام خواهند داد تا ببینند الکل چه تاثیری بر DishBrain دارد.
کاگان می‌گوید: «ما در حال تلاش برای ایجاد یک منحنی پاسخ دوز با اتانول هستیم تا اساساً مغز موجود در ظرف را مست کنیم و ببینیم آیا بازی را ضعیف‌تر انجام می‌دهند، درست مثل زمانی که مردم الکل می‌نوشند.
این به طور بالقوه دری را برای راه های کاملاً جدیدی برای درک آنچه در مغز اتفاق می افتد باز می کند.
این ظرفیت جدید برای آموزش کشت‌های سلولی برای انجام وظیفه‌ای که در آن، آنها احساسات نشان می‌دهند - با کنترل پارو برای بازگشت توپ از طریق حس کردن - فرصت‌های کشف جدیدی را ایجاد میکند که پیامدهای گسترده‌ای برای فناوری، سلامت و جامعه خواهد داشت. دکتر عادل رازی، مدیر آزمایشگاه علوم اعصاب محاسباتی و سیستمی دانشگاه موناش می گوید: ما می دانیم که مغز این مزیت تکاملی را دارد و در طول صدها میلیون سال برای بقا تنظیم شده است. اکنون، به نظر می رسد که می توانیم این هوش بیولوژیکی فوق العاده قدرتمند و ارزان را مهار کنیم.
این یافته‌ها همچنین امکان ایجاد جایگزینی برای آزمایش‌های حیوانی را هنگام بررسی چگونگی واکنش داروها یا ژن‌درمانی‌های جدید در این محیط‌های پویا افزایش میدهد.(استفاده از مغز های مصنوعی داخل ظرف، شرایطی را برای آزمودن تاثیر داروها روی سلولهای عصبی، بدون نیاز به انسان یا حیوان زنده فراهم میکند. همین کار می تواند با سلولهای بنیادی در مورد دیگر سلولهای بدن هم انجام شود.)
کاگان می‌گوید: «ما همچنین نشان داده‌ایم بر اساس اینکه سلول‌ها چگونه رفتار خود را تغییر میدهد، میتوانیم تحریک را تغییر دهیم و این کار را در یک حلقه ی بسته در زمان واقعی، انجام دهیم.
برای انجام این آزمایش، تیم تحقیقاتی سلولهای موش را از مغز جنینی و همچنین برخی از سلولهای مغز انسان مشتق از سلولهای بنیادی گرفتند و آنها را روی آرایه‌های میکروالکترودی پرورش دادند که هم می‌توانست آنها را تحریک کند و هم فعالیت آنها را بخواند.
الکترودهایی در سمت چپ یا راست یک آرایه شلیک می‌شوند تا به Dishbrain بگویند که توپ در کدام سمت قرار دارد، در حالی که فاصله از پارو با فرکانس سیگنال‌ها نشان داده می‌شود.
بازخورد از الکترودها به DishBrain، آموزش داد که چگونه توپ را برگرداند، با این کار سلول‌ها طوری عمل میکنند که انگار خودشان در حال دست و پا زدن هستند.
کاگان می‌گوید: «ما قبلاً هرگز نتوانسته‌ایم ببینیم سلول‌ها در یک محیط مجازی، چگونه عمل میکنند. ما موفق شدیم یک محیط حلقه ی بسته بسازیم که می تواند آنچه را که در سلول ها اتفاق می افتد بخواند، آنها را با اطلاعات معنی دار تحریک کند و سپس سلول ها را به روشی تعاملی تغییر دهد تا بتوانند در واقع یکدیگر را تغییر دهند.
پروفسور کارل فریستون، عصب شناس نظری در UCL لندن، می گوید: «جنبه ی زیبا و پیشگام این کار بر تجهیز نورون ها به احساسات، بازخورد و به طور کلی توانایی عمل بر روی دنیای نورون ها است.
«به‌طور قابل‌توجهی، بافت ها یاد گرفته اند که چگونه با عمل کردن بر دنیای خود، آن را قابل پیش‌بینی‌تر کنند. این قابل توجه است زیرا شما نمی توانید این نوع خودسازماندهی را آموزش دهید؛ زیرا بر خلاف یک حیوان خانگی - این مغزهای کوچک، هیچ احساس پاداش و مجازات ندارند.
پتانسیل این کار، واقعاً هیجان‌انگیز است: این بدان معناست که ما نباید نگران ایجاد «دوقلوهای دیجیتال» برای آزمایش مداخلات درمانی باشیم. ما اکنون در اصل، جعبه شنی بیومیمتیک نهایی را داریم که در آن میتوان اثرات داروها و انواع ژنتیکی را آزمایش کرد - جعبه‌ای که دقیقاً از همان عناصر محاسباتی (عصبی) موجود در مغز شما و من تشکیل شده است.
این تحقیق همچنین از اصل انرژی آزاد که توسط پروفسور فریستون، توسعه یافته است، پشتیبانی می کند.
«زمانی که در حال بررسی نحوه ی آموزش به سلول‌ها برای رفتن به یک مسیر خاص بودیم، با یک چالش مواجه شدیم. ما دسترسی مستقیم به سیستم‌های دوپامین یا هر چیز دیگری نداریم که بتوانیم از آن برای ارائه انگیزه‌های بی‌درنگ خاص، استفاده کنیم، بنابراین مجبور شدیم به سطحی عمیق‌تر از آنچه پروفسور فریستون با آن کار میکند برویم: آنتروپی اطلاعات - سطحی اساسی از اطلاعات در مورد اینکه چگونه ممکن است سیستم برای تعامل با محیط. در سطح فیزیکی خود سازماندهی کند.
«اصل انرژی آزاد پیشنهاد میکند سلول‌ها در این سطح، تلاش میکنند حالت غیرقابل‌پیش‌بینی را در محیط خود به حداقل برسانند».
کاگان می گوید یک یافته ی هیجان انگیز این بود که DishBrainترکیب سیلیکون و نورون مانند سیستم های مبتنی بر سیلیکون به تنهایی، رفتار نمی کرد. او می‌گوید: «وقتی اطلاعات ساختاری را به نورون‌های بی‌جسم ارائه کردیم، دیدیم که آنها فعالیت خود را به‌گونه‌ای تغییر دادند که با رفتار واقعی آنها به‌عنوان یک سیستم پویا، سازگار بود.
برای مثال، توانایی نورون‌ها برای تغییر و انطباق فعالیت‌های خود در نتیجه ی تجربه، در طول زمان افزایش می‌یابد و این، مطابق با آن چیزی است که ما با نرخ یادگیری سلول‌ها می‌بینیم.»
چونگ، می گوید که از این کشف هیجان زده بود، اما این تازه آغاز کار بود.
«این یک قلمرو کاملاً جدید و بکر است. و ما می‌خواهیم افراد بیشتری وارد این حوزه شوند و با این موضوع همکاری کنند و از سیستمی که ما ساخته‌ایم برای کشف بیشتر این حوزه جدید علم، استفاده کنند.»
همانطور که یکی از همکاران ما گفت، در سایه ی پیشرفت های علوم، هر روز که از خواب بیدار می‌شوید، می‌توانید یک حوزه علمی جدید را ببینید.
https://www.bionity.com/.../human-brain-cells-in-a-dish...
برخی توضیحات دکتر سلمان فاطمی نورولوژیست در اصفهان- ایران
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
