У Вас отключён javascript.
В данном режиме, отображение ресурса
браузером не поддерживается

ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ » Дополнения » -Квантовый комп в голове человека


-Квантовый комп в голове человека

Сообщений 61 страница 70 из 72

61

Волокно «три в одном» совместило все стадии оптогенетики

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали тонкое эластичное волокно диаметром с человеческий волос, позволяющее доставлять оптические, электрические и химические сигналы в мозг. Волокно, таким образом, представляет собой устройство «три в одном», совмещающее в себе функции сразу всех основных устройств, использующихся в оптогенетике. Статья опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Оптогенетика широко применяется в научных исследованиях для активации отдельных нейронов под действием видимого света. Для этого в геном нейронов встраивают гены светочувствительного белка каналродопсина, который затем встраивается во внешнюю мембрану нейронов и при облучении светом определенной длины волны активируются, возбуждая нейрон. В настоящее время для выполнения всей этой схемы требуется как минимум три отдельных устройства: игла для внесения вирусных векторов с генами каналродопсина, оптическое волокно для воздействия на трансформированные нейроны светом и электрод для регистрации возбуждения нейронов.
Авторы новой статьи решили разработать устройство, сочетающее в себе функции всех этих трех систем. Созданные ими волокна диаметром менее 200 микрон и массой менее 0,5 грамма состоят из трех частей, каждая из которых передает (и принимает) сигналы разной природы. Оптический канал передает световые сигналы, шесть электродов передают электрические сигналы, а два микрофлюидных канала передают химические сигналы (например, вирусные векторы для доставки генов).
В испытаниях волокна авторы продемонстрировали все три модуса его работы. Имплантировав волокно в головной мозг мышей, сначала они доставили к нейронам вирусные векторы, несущие гены каналродопсина, по одному из двух жидкостных каналов. После успешного встраивания генов белка в геном нейронов исследователи послали импульс света по оптическому каналу волокна. Это стимулировало активность нейронов, которая была зарегистрирована шестью электродами.
По мягкости и эластичности имитируют ткань головного мозга и при этом обладают высокой проводимостью. Такие свойства были достигнуты за счет использования полиэтилена с вкрапленными в него графеновыми «хлопьями». Волокна получали с помощью метода многократного наслоения: слой полиэтилена посыпали графеновыми «хлопьями», затем спрессовывали, затем добавляли следующий слой, и так далее.
Благодаря мягкости и эластичности волокно можно оставлять в ткани мозга на более продолжительное время по сравнению с обычными жесткими оптическими волокнами. Волокно, таким образом, можно использовать фактически как долговременный мозговой имплантат. В дальнейшем исследователи планируют уменьшить ширину волокна и сделать материал еще более мягким и совместимым с тканью мозга.
Ранее исследователи из США и Китая разработали и успешно испытали на людях мозговой имплантат, позволяющий регистрировать активность отдельных нейронов и не повреждающий ткань головного мозга. А японские ученые разработали наноиглы, регистрирующие активность индивидуальныз нейронов при введении непосредственно внутрь клетки. Также недавно успешные испытания на крысах прошла «нейропыль» — микроскопические, питающиеся ультразвуком беспроводные датчики, способные регистрировать активность нервов и мышц

Отредактировано TOT (2017-03-09 16:46:00)

62

Ученые из Национального института неврологических расстройств и инсульта в США доказали наличие системы самоочищения в мозге.

Оказалось, что иммуноциты и спинномозговая жидкость выводятся через лимфатические сосуды в мозге. Американским ученым впервые удалось подтвердить существование системы на примере человека.
Лимфатические сосуды проводят отток лимфы из тканей и органов в венозную систему, поэтому их часто называют канализационной системой организма. Некоторые органы не подключены к лимфатической системе, однако в случае с мозгом ситуация неоднозначна. Еще в 1816 году на поверхности мозга были обнаружены лимфатические сосуды. Однако это открытие не было признано учеными и долгое время было неясно, как именно мозг очищается. Но в 2015 году американские ученые обнаружили маркеры лимфатической системы в твердой оболочке головного мозга млекопитающих.
Новые исследования экспертов из Национального института неврологических расстройств и инсульта в США (NINDS) подтверждают это открытие, но уже на примере человека.
Как сообщает Science Daily, в эксперименте ученых приняло участие пять добровольцев, мозг которых обследовали с помощью МРТ после введения гадобутрола — парамагнитного контрастного средства, которое помогает визуализировать кровеносные сосуды в мозге. Крошечные молекулы вещества «просачиваются» в твердую оболочку мозга, но при этом не могут преодолеть гематоэнцефалический барьер и попасть в другие отделы органа.
При стандартной настройке МРТ ученые не смогли различить лимфатические сосуды, но после изменения настроек исследователям удалось обнаружить в твердой оболочке мозга небольшие точки и линии, которые указывают на наличие лимфатической системы. Предполагается, что контрастное вещество из кровеносных сосудов попало в твердую оболочку и «высветило» лимфатические сосуды. Более детальный анализ показал, что в твердой оболочке сосредоточено 93 дуральных лимфатических протока. Результаты исследования были опубликованы в журнале eLife.
Аналогичные исследования, проведенные на приматах, подтвердили результаты. «Открытие фундаментально меняет представление о взаимосвязи мозга и иммунной системы», — отметил директор NINDS Уолтер Корошец.
В дальнейшем ученые хотят понять, как лимфатическая система мозга работает у пациентов с рассеянным склерозом и другими нейровоспалительными заболеваниями.8
Недавно нейробиологи из канадского Университета Калгари обнаружили в человеческом мозге подобие оптического волновода. Оказалось, что орган способен вырабатывать фотоны и передавать сигналы по оптическим волокнам. В ближайшие годы стоит ожидать еще больше открытий, дающих новое представление о работе головного мозга. По данным Forbes, за последние пять лет инвестиции в нейронауки выросли на 40%.

63

Пробьется ли сознание в машинах?

В престижном журнале Scienceбыл опубликован обзор, сделанный когнитивными учеными, докторами Станисласом Дехэне, Хокваном Лау и Сидом Куайдером из французского колледжа в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Исследовательского университета PSL. В нем ученые заявили: пока нет, но есть четкий путь вперед.
Причина? Сознание «абсолютно вычисляемо», говорят авторы, потому что возникает в процессе специфических видов обработки информации, которые становятся возможными благодаря аппаратным средствам мозга.
Нет никакого волшебного бульона, никакой божественной искры — даже эмпирической компоненты («каково это — иметь сознание?») не требуется для внедрения сознания.
Если сознание проистекает чисто из расчетов в нашем полуторакилограммовом органе, то оснащение машин аналогичным свойством — лишь вопрос перевода биологии в код.
Подобно тому, как современные мощные методы машинного обучения сильно заимствованы из нейробиологии, мы можем достичь и искусственного сознания, изучая структуры в наших собственных мозгах, которые генерируют сознание, и реализуя эти идеи как компьютерные алгоритмы.

От мозга к роботу

Несомненно, область ИИ в высокой степени получила толчок, благодаря изучению нашего собственного мозга, как его формы, так и функции.
Например, глубокие нейронные сети, архитектурные алгоритмы, которые легли в основу AlphaGo, созданы по примеру многослойных биологических нейронных сетей, организованных в наших мозгах.
Обучение с подкреплением, тип «обучения», в процессе которого ИИ учится на миллионах примерах, уходит корнями в многовековую технику тренировки собак: если собака делает что-то правильно, то получает награду; в противном случае ей придется повторять.
В этом смысле перевод архитектуры человеческого сознания на машины кажется простым шагом в сторону искусственного сознания. Есть только одна большая проблема.
«Никто в сфере ИИ не работает над созданием сознательных машин, потому что нам просто не за что взяться. Мы просто не знаем, что делать», говорит доктор Стюарт Расселл.

Многослойное сознание

Самая трудная часть, которую нужно преодолеть прежде, чем приступить к созданию мыслящих машин, заключается в том, чтобы понять, что такое сознание.
Для Дехэне и коллег сознание — это многослойный конструкт с двумя «измерениями»: С1, информация, которая хранится в готовом виде в сознании, и С2, способность получать и отслеживать информацию о самом себе. Оба они важны для сознания и не могут существовать друг без друга.
Допустим, вы управляете автомобилем и загорается маячок, предупреждающий о малом остатке бензина. Восприятие индикатора — это C1, мысленное представление, с которым мы можем взаимодействовать: мы замечаем его, действуем (заправляемся) и рассказываем об этом позже («Бензин закончился на спуске, повезло — докатился»).
«Первое значение, которое мы хотим отделить от сознания, — это понятие глобальной доступности», объясняет Дехэне. Когда вы осознаете слово, весь ваш мозг понимает это, то есть вы можете пропускать эту информацию через различные модальности.
Но С1 — это не просто «ментальный альбом». Это измерение представляет собой целую архитектуру, которая позволяет мозгу привлекать несколько модальностей информации из наших чувств или, например, из воспоминаний о связанных событиях.
В отличие от подсознательной обработки, которая часто опирается на определенные «модули», компетентные в решении определенного набора задач, С1 является глобальным рабочим пространством, которое позволяет мозгу интегрировать информацию, принимать решение о действии и следовать до конца.
Под «сознанием» мы имеем в виду определенное представление, в определенный момент времени, которое борется за доступ к умственному рабочему пространству и побеждает. Победители распределяются между различными вычислительными схемами мозга и хранятся в центре внимания на протяжении всего процесса принятия решений, определяющих поведение.
Сознание С1 стабильно и глобально — задействуются все связанные схемы мозга, объясняют авторы.
Для сложной машины вроде умного автомобиля С1 — это первый шаг к решению надвигающейся проблемы, такой как низкий запас топлива. В данном примере индикатор сам по себе является подсознательным сигналом: когда он загорается, все остальные процессы машины остаются непроинформированными, а автомобиль — даже будучи оснащенным новейшими средствами визуальной обработки — без колебаний проносится мимо заправочной станции.
С С1 топливный бак уведомит компьютер автомобиля (позволит индикатору проникнуть в «сознательный разум» автомобиля), чтобы тот, в свою очередь, активировал GPS для поиска ближайшей станции.
«Мы полагаем, что машина преобразует это в систему, которая будет извлекать информацию из всех доступных ей модулей и делать ее доступной для любого другого модуля обработки, которому эта информация может быть полезна», говорит Дехэне. «Это первое чувство сознания».

Мета-познание

В некотором смысле С1 отражает способность разума извлекать информацию извне. С2 же уходит в интроспективу.
Авторы определяют вторую сеть сознания, С2, как «мета-познание»: оно рефлексирует, когда вы что-то узнаете или воспринимаете либо просто делаете ошибку. («Думаю, я должен был заправиться на прошлой станции, но забыл»). Это измерение отражает связь между сознанием и чувством собственного «я».
С2 — это уровень сознания, который позволяет вам чувствовать себя более или менее уверенным в принятии решения. С точки зрения вычислительной техники это алгоритм, который выводит вероятность того, что решение (или вычисление) будет правильным, даже если оно часто воспринимается как «шестое чувство».
С2 также запускает корни в память и любопытство. Эти алгоритмы самоконтроля позволяют нам знать, что мы знаем и что не знаем, — это «мета-память», которая помогает вам нащупать нужное слово «на кончике языка». Наблюдение за тем, что мы знаем (или не знаем) особенно важно для детей, говорит Дехэне.
«Юным детям абсолютно необходимо следить за тем, что они знают, чтобы учиться и проявлять любопытство», говорит он.
Два этих аспекта сознания работают сообща: С1 вытягивает релевантную информацию в наше рабочее умственное пространство (отбрасывая другие «возможные» идеи или решения), а С2 помогает с долгосрочной рефлексией о том, привело ли сознательное мышление к полезному результату или ответу.
Возвращаясь к примеру с индикатором малого топлива, С1 позволяет автомобилю решить проблему моментально — эти алгоритмы глобализируют информацию, и автомобиль узнает о проблеме.
Но чтобы решить проблему, автомобилю понадобится каталог «познавательных способностей» — самоосознание того, какие ресурсы легко доступны, например, GPS-карта заправочных станций.
«Автомобиль с самопознанием такого рода — вот что мы называем работой с С2», говорит Дехэне. Поскольку сигнал доступен глобально и отслеживается так, будто машина смотрит на себя со стороны, автомобиль озаботится индикатором малого запаса топлива и поведет себя так же, как человек — снизит потребление топлива и найдет АЗС.
«Большинство современных систем машинного обучения не имеют никакого самоконтроля», отмечают авторы.
Но их теория, похоже, идет по верному пути. В тех примерах, где была имплементирована система самонаблюдения — в виде структуры алгоритмов или отдельной сети — ИИ вырабатывали «внутренние модели, которые были мета-познавательные по природе, что позволяло агенту выработать (ограниченное, имплицитное, практическое) понимание самого себя».

К сознательным машинам

Будет ли машина, обладающая моделями С1 и С2, вести себя так, будто обладает сознанием? Очень вероятно: умный автомобиль будет «знать», что что-то видит, выражать уверенность в этом, сообщать об этом другим и находить наилучшее решение проблемы. Если его механизмы самонаблюдения сломаются, он также может испытать «галлюцинации» или визуальные иллюзии, свойственные людям.
Благодаря С1, он может использовать имеющуюся у него информацию и использовать ее гибко, а благодаря С2, он будет знать пределы того, что знает, говорит Дехэне. «Думаю, эта машина будет обладать сознанием», а не просто казаться таковой людям.
Если у вас остается ощущение, что сознание — это гораздо больше, чем глобальный обмен информацией и самонаблюдение, вы не одиноки.
«Такое чисто функциональное определение сознания может оставить некоторых читателей неудовлетворенными», признают авторы. «Но мы пытаемся предпринять радикальный шаг, возможно, упрощая проблему. Сознание — это функциональное свойство, и по мере того, как мы продолжаем добавлять функции машинам, в определенный момент эти свойства будут характеризовать то, что имеем в виду под сознанием», заключает Дехэне.

Отредактировано immer (2017-11-13 13:51:45)

64

5 технологий, которые изменят мир

New York Times составила список новых технологий, которые превратят всех нас в персонажей научно-фантастических фильмов.
1. ИИ в здравоохранении
Нейросети могут совершить революцию в системе медицинского обслуживания. Глубокое обучение позволяет натренировать искусственный интеллект на диагностику болезней по снимкам МРТ и рентгена. Например, проанализировав миллионы ретинальных снимков, нейросеть обнаружит ранние признаки диабетической слепоты. Анализируя снимки компьютерной томографии, ИИ научится диагностировать рак легких. Такие технологии необходимы в регионах, где квалифицированных врачей очень мало. Google уже запускает пилотные программы в двух больницах Индии, а стартап Infervision — в Китае. Также в скором времени ИИ поможет фармацевтам изобретать новые виды лекарств и изучать их воздействие на наш организм.
2. Беседы с компьютером
Недавно профессор Университета штата Вашингтон Люк Цеттлмайер заявил, что совершен прорыв в технологиях распознавания устной речи. Вскоре будут созданы устройства, которые понимают обычную человеческую речь, а не только специфические голосовые команды. Дальше всего в этом продвинулись компании Google, Facebook и Microsoft — они обещают, что совсем скоро перевернут наши представления об общении с телефонами, машинами и вообще любыми устройствами.
Похожим проектом занимается стартап Replika. Он создал чатбота, который помогает сгладить часы одиночества и подбадривает, когда очень грустно. Возможно, через некоторое время Alexa станет полноценным собеседником, и с ней можно будет вести диалог, как с человеком.
3. Чтение мыслей
Некоторые компании считают, что будущее не за голосовыми командами, а за мысленным общением с компьютерами. Стартап Neurable сейчас работает над созданием игры, которая использует электроэнцефалографию для управления своими персонажами силой мысли. Конечно, каждый раз прицеплять на голову электроды — не самый удобный способ работы за компьютером. Но Facebook считает, что технологию можно усовершенствовать и создать гораздо более мощные системы с оптическими датчиками. А значит, можно будет печатать текст силой мысли в пять раз быстрее, чем пальцами на клавиатуре.
Илон Маск пошел еще дальше и предложил считывать мозговые импульсы с помощью чипов, имплантированных прямо в голову. Изначально их планируют использовать для улучшения качества жизни людей с ограниченными возможностями здоровья. Но если технология покажет свою эффективность, чипы смогут вживлять всем желающим.
4. «Летающие автомобили»
Компании Kitty Hawk, Joby Aviation, Uber, Airbus и многие другие работают над созданием городских летательных аппаратов. Дизайнеры рисуют концепты всевозможных форм и размеров, но принцип у них один: каждый водитель получит в свое распоряжение гибрид автомобиля, вертолета и маленького самолета.
Конечно, для широкого распространения летающих автомобилей придется убедить инвесторов, что массовое производство будет выгодно. А госавтоинспекциям разных стран придется разрабатывать правила воздушного движения.
5. Квантовые компьютеры
Создание квантовых компьютеров обещает решить чуть ли не самые животрепещущие проблемы человечества: ускорить открытие лекарств, оптимизировать финансовые рынки и транспортную систему, а также многое другое. Пока проблема с квантовыми компьютерами только одна: их чрезвычайно трудно построить. Но Google, IBM, Intel и стартапы вроде Rigetti Computing инвестируют колоссальные средства в развитие технологий. «Это принципиально другая парадигма передачи данных, — объяснил Роберт Шолькопф, исследования которого помогли продвинуться в этой области. — Существующие знания в этой области — всего лишь вершина айсберга».
Однако, именно квантовые компьютеры уничтожат биткойн и другие криптовалюты — к такому выводу пришли ученые Технологического университета Сиднея. Вскоре они смогут взламывать эллиптическую криптографию, на которой основаны цифровые подписи, подтверждающие права собственности в блокчейне.

Отредактировано immer (2017-11-15 14:26:01)

65

Ученые усомнились в одинаковости предсмертных ощущений для всех людей

Нейрофизиологи впервые проследили за околосмертными переживаниями и обнаружили, что практически все люди испытывают три одинаковых ощущения – чувство покоя, полет через тоннель и яркий свет, однако порядок их появления является уникальным для каждого человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Human Neuroscience.
Многие люди, попадавшие в состояние клинической смерти во время операций или в результате передозировки лекарств или наркотиков, рассказывают о том, что в предсмертном состоянии они «выходили» за пределы своего тела, летели по бесконечному тоннелю и видели свет. Схожий характер подобных воспоминаний заставил ученых обратить серьезное внимание на них и попытаться понять, как они возникают.
Сегодня нейрофизиологи считают, что подобные «визиты» в потусторонний мир являются продуктом двух вещей – недостатка глюкозы и кислорода в крови, что заставляет нейроны мозга «голодать» и вырабатывать большое количество хаотических импульсов, и появления большого числа молекул психоактивных и галлюциногенных гормонов в мозге в ответ на сильнейший стресс.
Как рассказывает Мартиаль, несмотря на десятки серьезных исследований этого феномена, большая часть из них фиксировалась на единичных случаях подобных переживаний и не пыталась проверить то, насколько они были одинаковыми для всех людей, переживших клиническую смерть.
Бельгийские нейрофизиологи решили восполнить этот пробел, изучив все известные случаи предсмертных видений, за которыми наблюдали врачи-профессионалы в последние два десятилетия. В общей сложности им удалось получить подробные данные и проанализировать 156 таких случаев и выделить их общие и уникальные черты.
Оказалось, что большинство подобных людей действительно испытывает очень похожие ощущения – примерно 80% выживших рассказали о том, что они двигались по туннелю и чувствовали покой, а еще 64% участников рассказывало о встречах с духами или источником света. Реже всего они говорили о том, что время резко ускорило свой бег, или о том, что они начинали видеть будущее.
С другой стороны, порядок появления этих ощущений был достаточно разным. Чаще всего люди сначала чувствовали себя вне границ своего тела, потом начинали двигаться по тоннелю, видели свет и чувствовали покой, однако подобный «сценарий» предсмертных ощущений был характерен лишь для 20% выживших участников опросов.
Все это, как отмечают ученые, говорит о том, что предсмертные видения, скорее всего, носят уникальный характер для каждого человека и не являются одинаковыми для всех людей, переживших клиническую смерть. Это, в свою очередь, указывает на сложные механизмы их возникновения, «распутать» которые будет очень сложно. Сейчас ученые планируют сравнить воспоминания о «свете в конце тоннеля», написанные на разных языках, для проверки того, как культура и язык могут влиять на то, что человек запомнил из своих предсмертных ощущений.

66

Найден простой способ улучшения памяти

Нейробиологи из Университета Техаса с помощью экспериментов на мышах выявили простой способ улучшения памяти. Оказалось, что новые впечатления способствуют закреплению даже не связанных с ними воспоминаний благодаря выбросу химических веществ в мозге. Результаты исследования ученые опубликовали в журнале Nature.
Ключевую роль в установленном специалистами процессе играет область мозга, известная под названием голубое пятно (лат. locus coeruleus, LC). Оно находится в мозговом стволе и выполняет ряд функций, связанных с физиологическими реакциями на раздражение, уровнем тревоги и состоянием сна. LC является одним из источников дофамина — нейромедиатора, вызывающего чувство удовольствия (или удовлетворения), чем влияет на процессы мотивации и обучения.
Ученые провели опыты на 120 мышах для установления связи между LC и нейронными цепями гиппокампа — области мозга, отвечающей за формирование долговременной памяти. Известно, что гиппокамп получает дофамин от голубого пятна.
Эксперимент состоял из нескольких этапов. Сначала ученые помещали мышей в контейнер, заполненный песком (толщина слоя достигала два сантиметра). В песке были вырыты несколько ямок, в одну из которых помещали еду. Было показано, что животные, которым давали возможность изучить незнакомую поверхность за 30 минут до обучения поиску пищи, лучше запоминали местоположение корма, когда проходили повторное испытание на следующий день.
На втором этапе исследователи установили, что происходит в мозге грызунов при выполнении задачи с поиском. Нейробиологи внедрили в нейроны мышей гены, кодирующие канальные родопсины — светочувствительные белки. Эти соединения позволили ученым выборочно активировать нервные клетки голубого пятна, чтобы выяснить, как это повлияет на запоминание.
Установлено, что искусственное возбуждение нейронов LC позволяет воспроизвести эффект новых впечатлений. Активация клеток также приводит к усилению связи между различными областями гиппокампа, что, по мнению ученых, позволяет лучше запоминать.
Исследователи надеются, что результаты исследования помогут разработать новые методы обучения в школах и университетах. Кроме того, открытие позволит понять причины нарушения памяти при некоторых заболеваниях.

67

Как именно ИИ принимает решения? Учёные перестали это понимать

Выступающие на конференции Neural Information Processing Systems специалисты в области искусственного интеллекта заявили, что перестали понимать принцип принятия решений, которым руководствуется ИИ, - сообщает Quartz. По мнению экспертов, принимать как должное действия ИИ без понимания его логики - довольно легкомысленно, ведь чтобы люди приняли модели машинного обучения, им нужно знать, чем именно руководствуется ИИ, решая, как именно ему следует поступить в конкретной ситуации.
Часто решения, принятые ИИ, бывают предвзятыми, кроме того, его ассоциативное "мышление" тоже зачастую бывает не столь идеальным, в результате чего ИИ проводит неправильные аналогии. Такие ошибки могут дорого обойтись, если ИИ будет руководить сложными проектами, такими, к примеру, как полёт на Марс - в этом случае неверный поступок искусственного интеллекта может не только уничтожить дорогостоящее оборудование, но и повлечь за собой смерти людей. Поэтому, перед тем, как позволить ИИ самостоятельно принимать важные решения, необходимо сначала изучить принципы, которыми он руководствуется, - поясняет Мэтра Рагху, специалист по ИИ из Google.
На конференции она представила доклад, в котором описала процесс отслеживания действий отдельных частей неросети. Отсматривая их по частям, можно понять логику ИИ, а затем, в случае чего, её и подкоректировать. Анализируя миллионы операций, она смогла выявить отдельные искуссственные "нейроны", которые концентрировались на неверных представлениях, а затем отключить их, сделав ИИ более сговорчивым и правильным.
Это чем-то похоже на то, как учитель подаёт какой-то материал, а затем просит ученика пересказать своими словами, что именно он понял из лекции, - поясняет Кири Вагстафф ИИ-эксперт из NASA.
Судяф по результатам этого исследования, верно понять действия искуссственного интелеекта не так уж и сложно. Главное - решить проблему до того, как станет слишком поздно.

68

Исследователи оцифровали мозг червя и загрузили его в робота

Мозг – это не только набор электрических сигналов. Ученые считают, что если мы сможем узнать абсолютно все о том, как он работает, то, по крайней мере в теории, сможем оцифровать чей-нибудь разум, а затем загрузить его в компьютер, тем самым создав фактически бессмертную цифровую личность, как это было, например, показано в фильме «Превосходство» с Джонни Деппом. Звучит фантастически, безусловно, но ученые движутся в этом направлении. Если говорить о мозге человека, то мы даже близко к такому уровню не подобрались, однако некоторые успехи продемонстрировала команда международных ученых, которая оцифровала мозг круглого червя Caenorhabditis elegans.
Ученые очень хорошо изучили крошечную нематоду Caenorhabditis elegans. Нам известны все ее гены, а также особенность ее нервной системы. Поэтому в 2014 году исследователи в рамках проекта OpenWorm смогли составить карту соединений между всеми 302 нейронами червя и на основе полученных данных создать цифровую версию системы его нейронов. Основная задача проекта заключалась в полной репликации Caenorhabditis elegans в виде цифрового организма, однако исследователи решили пойти дальше и не только создали цифровую версию мозга нематоды, но еще и загрузили ее в простого робота, созданного из конструктора Lego.
Этот робот фактически является физическим воплощением червя и имеет все необходимые эквивалентные части тела нематоды: сонарный датчик, который действует в качестве обонятельной системы, и набор моторчиков, которые выполняют функцию моторных нейронов червя, с каждой стороны его тела. Удивительно, но без каких-либо заранее внесенных запрограммированных инструкций оцифрованная версия нейронной системы Caenorhabditis elegans действительно способна управлять роботом.
«Заявляется, что робот способен вести себя аналогично поведению, демонстрируемому живым червем Caenorhabditis elegans. Внешняя стимуляция датчика, симулирующая его орган обоняния, заставляет робота остановиться. Прикосновение к передним и задним сенсорным датчикам, а также стимуляция сенсора, отвечающего за пищевую систему, заставляет его двигаться вперед или назад», — пишет сайт I-Programmer.info.
Тимоти Бусбице, учредитель проекта OpenWorm, в свою очередь, выложил на YouTube видео, в котором показана «жизнедеятельность» Lego-червя. Он двигается вперед-назад, останавливается и снова двигается.
Исследователи отмечают, что цифровая симуляция работы мозга червя неидеальна и в некоторых моментах упрощена. Например, ученым пришлось упростить процесс, выступающий триггером для активации искусственных нейронов. Но факт того, что робот действительно двигается сам по себе, может останавливаться перед препятствием, а затем пятиться назад, используя для этого ничего более, чем просто оцифрованный код, имитирующий работу нейронов мозга червя — выглядит довольно впечатляюще.
Проект OpenWorm продолжает свою работу и является полностью открытым. На его официальном сайте имеются симуляционные модели и визуализация цифровой нематоды. Сейчас исследователи хотят восстановить работу некогда созданного ими iOS-приложения, позволяющего следить за деятельностью цифрового червя (этакий аналог «Тамагочи», только без прямого управления), поэтому ищут людей, готовых им помочь в этом деле.
И все же цифровые черви – это так, забава. Ключевая цель проекта заключается в создании коннектома — описания всех нейронных связей человеческого мозга. В итоге даже если мы не сможем загрузить наши мозги в компьютеры, а всего лишь научимся создавать их симуляционные модели, то даже это внесет существенный вклад в развитие искусственного интеллекта и в целом компьютерных систем.

69

Нейробиологи могут подарить нам вечное блаженство. Но хорошо ли это?

На ежегодной конференции,  в декабре 2017 года,  нейробиологического общества, две группы исследователей продемонстрировали новые технологии, которые могли бы подарить нам вечное блаженство.
Что, если секрет вечного счастья заключается в мозговом имплантате? Только представьте: набор крошечных электродов тихо сидит в разных частях мозга, регистрируя электрическую активность этого органа в реальном времени. Данные передаются персональному алгоритму — «карте настроения» — который может оценивать общее настроение человека, основываясь на одних только мозговых волнах.
Когда система регистрирует паттерны, указывающие на начало эпизода депрессии, она посылает электрические сигналы в центр настроения мозга. Под бдительным оком алгоритма система продолжает стимуляцию до тех пор, пока неисправные цепи не будут возвращены в свое «счастливое» состояние.
Алгоритм полностью самостоятельный. Каждый сигнал, каждая настройка прячутся под крышечкой. Системе не нужно руководство врача, и человек не знает о сигналах — лишь чувствует общее облегчение грусти.
Финансируемые агентством DARPA ученые надеются, что эти футуристические имплантаты «замкнутой петли» однажды помогут ветеранам с ПТСР — посттравматическим стрессовым расстройством — или людям с сильной депрессий, которая не поддается медикаментозному лечению.
«Мозг сильно отличается от всех остальных органов из-за своей сетевой работы и способности к адаптации», говорит Джастин Санчез, менеджер программы в DARPA. «Замкнутые нейронные интерфейсы в реальном времени позволяют нам отойти от традиционного статического взгляда на мозг и перейти к точному лечению».
Хотя эта система в первую очередь создавалась для помощи людям с психическими заболеваниями, ее потенциальное влияние может выходить далеко за пределы этого.
Очевидно, хирургия на головном мозге — высокая цена за «стимулированное счастье», особенно для обычного человека. Тем не менее вполне возможно, что компоненты системы в конечном итоге могут быть заменены неинвазивными способами измерения и стимулирования деятельности мозга.
Что тогда произойдет? Сможете ли вы доверить другим прямой, постоянный, хронический доступ к вашим внутренним чувствам? Возникнет ли у вас соблазн утопить все эмоции в счастье?

Копайте глубже

Конечно, все это возможно лишь при условии, что система работает.
В основе системы лежит старая технология глубокой стимуляции мозга (ГСМ).
Одобренная впервые для лечения двигательных симптомов во время болезни Паркинсона, ГСМ полагается на электроды, непосредственно имплантированные в мозг для доставки электрических импульсов. Эти импульсы взаимодействуют с локальными нейронами и меняют их активность.
Подобно тому, как бросать камешек в пруд с неподвижной водой, изменения в этой основной группе нейронов пульсируют по нервным цепям. Хотя нейробиологи не совсем поняли конкретные механизмы, ГСМ, похоже, облегчает множество неврологических расстройств. По крайней мере так показали некоторые рассеянные испытания.
В ходе одной из первых демонстраций силы ГСМ ученые включали и выключали систему стимуляции, спрашивая пациента с депрессией о его самочувствии. Невероятно, но пациент сообщал только о «приподнятом настроении», когда система работала — даже осознавая, что ученые активировали электрические импульсы.
Эта и другие ранние истории успеха привели к недавнему крупномасштабному клиническому испытанию с участием 90 человек с депрессией. Плохая новость: в среднем исследования не обнаружили никаких улучшений после года лечения.
Но доктор Эдвард Чанг, нейробиолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, который руководит одним из проектов, считает, что это только начало.
Большинство систем ГСМ лечат депрессию одинаково, несмотря на то что люди по-разному ее переживают. Эти системы окунают мозг в постоянные электрические импульсы. Протокол стимуляции задается врачом, а не актуальным состоянием мозга пациента. По мнению Чанга, важно создать имплантаты, специально разработанные для индивидуального лечения каждого — и включать систему только в случае необходимости.

Карта настроения

Пригласив доктора Омида Г. Сани, инженера-электротехника из Университета Южной Калифорнии, ученые разработали алгоритм, который переводит волны мозга в субъективные чувства настроения. Команда работала с шестью пациентами с эпилепсией с уже имплантированными электродами, чтобы отследить источник их приступов. На протяжении трех недель активность мозга пациента тщательно отслеживалась, в то время как настроение мониторилось по стандартному опроснику.
Сравнивая эти два типа информации, ученые разработали алгоритм, который извлек небольшое количество «нейронных предикторов» — динамических паттернов активности нейронных сетей — которые могли точно предсказывать постоянно меняющиеся чувства человека.
Возникло несколько «очагов», включая лимбическую систему, ранее идентифицированный центр по управлению настроением и мотивацией.
«Эти биомаркеры динамического настроения и алгоритмы, расшифровывающие настроение, могут представить картину процессов мозга, которые лежат в основе управления настроением», пришел к выводу Сани.
Это также первый шаг в направлении персонализированных методов стимулирования мозга для лечения депрессии.
Как пишет Nature, Сани и Ченг уже разработали тестовую систему, готовую к проведению испытаний на людях. Подобные замкнутые системы уже были протестированы на нескольких людях, но Ченг подчеркивает, что эти предварительные результаты должны быть проверены дополнительно.

Пересечь черту

Вторая команда ученых под руководством нейрохирурга Эмада Эскандара из Массачусетского госпиталя предприняла несколько иной подход.
Подход так называемой трансдиагностики рассматривает общие черты различных психических расстройств, а не конкретное расстройство настроения. Поэтому ученые разработали алгоритмы, которые захватывают и выделяют активность мозга, ассоциируемую с общеизвестными аспектами плохого настроения — например, повышенное беспокойство, забывчивость и недостаток эмпатии.
Эскандар считает, что волны мозга — это лишь малая часть данных. Его команда также надеется записать активность отдельных нейронов, чтобы идентифицировать те, которые приводят к психическим заболеваниям.
Цель, конечно, крайне амбициозная. В случае успеха Эскандар сможет отслеживать симптомы болезни, начиная одиночными нейронами и заканчивая нейронными схемами активности мозга — и тогда появится возможность составить многослойный атлас для врачей, которые смогут по нему находить лучшие методы лечения.
Изучая собственные возможности, ученые представили на конференции алгоритм, который определяет, когда люди упускают что-то из виду из-за дефицита внимания. Участников попросили сосредоточиться на задаче — например, определять эмоции на генерируемых компьютером лицах — параллельно отслеживая активность их мозгов. Алгоритм в итоге научился выявлять паттерны нейронной активности, связанной с отвлечением.
Когда ученые стимулировали мозги добровольцев в регионе, отвечающем за принятие решений, их эффективность решения задач заметно улучшилась. Также исчезли структуры нейронной активности «рассеянного мозга».
В настоящее время команда работает над автоматизацией процесса, чтобы алгоритм непосредственно вызывал стимуляцию во время дефицита внимания.

Мозг наизнанку

Если эти проекты DARPA будут реализованы, наши методы лечения психических заболеваний радикально изменятся. Но ученые переживают, что мы можем вступить на минное поле этики.
Чтобы полностью реализовать эти замкнутые системы, алгоритм должен всегда знать истинные чувства человека. Хотя он не сообщает о колебаниях настроения, эти данные доступны исследователям и врачам. И если такое лечение когда-либо будет коммерциализовано, смогут ли пациенты доверять компаниям сохранение своих чувств и эмоций в безопасности и неприкосновенности?
Некоторые ученые также беспокоятся о том, что таблетка электрического счастья изменит эго человека.
«При любом лечении заболеваний мозга мы рискуем сделать всех одинаковыми, лечить любое отклонение от нормы как болезнь», считает доктор Карен Роммельфангер из Университета Эмори, рассуждая на тему ГСМ. «Мы хотим видеть во всем этом магию. Но хотим ли мы избавиться от депрессии вовсе? Нет, и не должны. Быть человеком — означает испытывать весь спектр переживаний», говорит она.
Рассуждать о таком никогда не будет лишним. Но, по мнению Чанга, краткосрочные выгоды — возможность избавить человека от этой полной гаммы симптомов — уже делают проекты стоящими. «Мы впервые открываем окошко в мозг», говорит он

Отредактировано immer (2017-12-12 07:10:41)

70

Можно ли создать «репликанта» в стиле «Бегущего по лезвию»?

Новый сиквел «Бегущего по лезвию» возвращает нас в мир, где хитроумные андроиды, собранные из органических частей тела, бросают вызов силе и эмоциям своих создателей-людей. Иида Фумия собирает роботов, вдохновляясь творениями биологической природы, и задается вопросом: насколько наши собственные технологии близки к тому, чтобы создать «репликантов» из «Бегущего по лезвию 2049»?
Видите ли, мы слишком далеки от создания роботов с человеческими способностями. Но достижения в так называемой мягкой робототехнике показывают многообещающий путь вперед для технологий, которые могут стать новой основой для андроидов будущего.
С научной точки зрения самая большая проблема — это повторение сложности человеческого тела. Каждый из нас состоит из миллионов и миллионов клеток, и мы понятия не имеем, как построить такую сложную машину, которая будет неотличима от нас, людей. Самые сложные машины сегодня, например крупнейший в мире авиалайнер Airbus A380, состоят из миллионов частей. Но для того, чтобы соответствовать уровню человеческой сложности, они должны быть еще в миллион раз сложнее качественно и количественно.
В настоящее время существует три разных способа размыть границу между людьми и роботами. К сожалению, эти подходы представляют лишь отправные точки и даже и близко не подходят для воссоздания мира «Бегущего по лезвию».
Существуют человекоподобные роботы, собранные с нуля и снабженные искусственными датчиками, двигателями и компьютерами, которые сообща воссоздают человеческое тело и движение. Тем не менее усовершенствование современных андроидов не приблизит их к людям, потому что каждый искусственный компонент вроде датчиков или двигателей безнадежно примитивны по сравнению с биологическими аналогами.
Существует также технология создания киборга, когда человеческое тело усиливается и дополняется машинами, вроде роботизированных конечностей и носимых или имплантируемых устройств. Эти технологии также очень далеки от соответствия нашим собственным частям тела.
Наконец, существуют методы генетических манипуляций, когда генетический код организма изменяется, чтобы модифицировать тело организма. Хотя мы смогли идентифицировать отдельные гены и научились ими манипулировать, мы все еще имеем ограниченное представление о том, как из генетического кода возникает целый человек. Таким образом, мы не знаем, в какой степени можем программировать код для разработки всего, что пожелаем.

Мягкая робототехника: путь вперед?

И все же мы можем подвинуть робототехнику ближе к миру «Бегущего по лезвию», разрабатывая другие технологии и в особенности обращаясь к природе за вдохновением. Хорошим примером будет область мягкой робототехники. За последние десять лет исследователи роботов приложили значительные усилия, чтобы сделать роботов мягкими, деформируемыми, гибкими и сжимаемыми.
Такого рода технологии вдохновляются тем, что 90% человеческого тела состоит из мягких субстанций, таких как кожа, волосы и ткани. Это связано с тем, что большинство фундаментальных функций нашего тела полагаются на мягкие части, которые могут менять форму, от сердца и легких, перекачивающих жидкость по телу, до глазных линз. Клетки могут даже менять форму для запуска процесса деления, самоизлучения и в конечном итоге эволюции тела.
Мягкость наших тел — это источник всей функциональности тела, которая нужна ему, чтобы оставаться живым. Имея возможность создавать мягкие машины, мы могли хотя бы сделать шаг в сторону мира роботов «Бегущего по лезвию». Новейшие технологические достижения включают шедевры вроде искусственного сердца, сделанного из мягких функциональных материалов, которое накачивает жидкость в процессе деформации. Точно так же мягкие носимые перчатки могут сделать хватку сильнее. А так называемая «эпидермальная электроника» позволит нам вытатуировать электронные схемы на нашей биологической коже.
Мягкость — это ключевое слово, объединяющее людей и технологии. Датчики, двигатели и компьютеры внезапно интегрируются в человеческие тела, когда станут мягкими, а граница между нами и внешними устройствами станет неоднозначной, подобно тому как мягкие контактные линзы стали частью наших глаз.
Тем не менее самая сложная задача остается в том, как сделать отдельные части тела мягкого робота физически адаптируемыми за счет самовосстановления, роста и дифференциации. В конце концов, каждая часть живого организма также живет в биологических системах, позволяющих организму адаптироваться и развиваться, и эта функция сделает машины неотличимыми от нас самих.
Невозможно предсказать, когда наш мир станет похож на мир «Бегущего по лезвию», и если это и произойдет, то наверняка далеко в будущем. Но пока есть желание строить машины, неотличимые от людей, люди будут неустанно двигаться к этой цели и однажды ее достигнут.


Вы здесь » ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ » Дополнения » -Квантовый комп в голове человека