Η νευροεπιστήμη δεν μπορεί να εξηγήσει πώς λειτουργεί ένα Atari

Όταν εφαρμόζετε εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση του ανθρώπινου εγκεφάλου σε ένα τσιπ υπολογιστή που παίζει το Donkey Kong, μπορούν να αποκαλύψουν πώς λειτουργεί το υλικό;



Πολλά ερευνητικά σχήματα, όπως η πρωτοβουλία BRAIN της κυβέρνησης των ΗΠΑ, επιδιώκουν να δημιουργήσουν τεράστια και λεπτομερή σύνολα δεδομένων που περιγράφουν πώς συναρμολογούνται τα κύτταρα και τα νευρωνικά κυκλώματα. Η ελπίδα είναι ότι η χρήση αλγορίθμων για την ανάλυση των δεδομένων θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος.

Αλλά αυτού του είδους τα σύνολα δεδομένων δεν υπάρχουν ακόμη. Έτσι, ο Eric Jonas από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ και ο Konrad Kording από το Ινστιτούτο Αποκατάστασης του Σικάγο και το Πανεπιστήμιο Northwestern αναρωτήθηκαν αν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν το αναλυτικό λογισμικό τους για να καταλάβουν πώς λειτουργούσε ένα απλούστερο σύστημα.





Το γράφημα του ραβδιού χόκεϋ απομυθοποιήθηκε

Εγκαταστάθηκαν στο εμβληματικό μικροτσίπ MOS 6502, το οποίο βρέθηκε μέσα στο Apple I, το Commodore 64 και το σύστημα βιντεοπαιχνιδιών Atari. Σε αντίθεση με τον εγκέφαλο, αυτή η πλάκα πυριτίου είναι κατασκευασμένη από ανθρώπους και είναι πλήρως κατανοητή, μέχρι το τελευταίο τρανζίστορ.

Οι ερευνητές ήθελαν να δουν με πόσο ακρίβεια το λογισμικό τους θα μπορούσε να περιγράψει τη δραστηριότητά του. Η ιδέα τους: να τρέξει το τσιπ διαφορετικά παιχνίδια - συμπεριλαμβανομένων των Donkey Kong, Space Invaders και Pitfall, τα οποία έχουν ήδη κατακτηθεί από ορισμένα AI - και να καταγράψει τη συμπεριφορά κάθε τρανζίστορ όπως έκανε (δημιουργώντας περίπου 1,5 GB ανά δευτερόλεπτο δεδομένων κατά τη διάρκεια). Έπειτα, θα έδιωχναν τα αναλυτικά εργαλεία τους στα δεδομένα για να δουν αν μπορούσαν να εξηγήσουν πώς λειτουργεί πραγματικά το μικροτσίπ.

Για παράδειγμα, χρησιμοποίησαν αλγόριθμους που θα μπορούσαν να διερευνήσουν τη δομή του τσιπ - ουσιαστικά το ηλεκτρονικό ισοδύναμο ενός συνδέσμου του εγκεφάλου - για να καθορίσουν τη λειτουργία κάθε περιοχής. Ενώ η ανάλυση θα μπορούσε να καθορίσει ότι διαφορετικά τρανζίστορ έπαιξαν διαφορετικούς ρόλους, γράφουν οι ερευνητές σε PLOS Υπολογιστική Βιολογία, Τα αποτελέσματα εξακολουθούν να μην μπορούν να κατανοήσουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί πραγματικά ο επεξεργαστής.



Πωλούνται κβαντικοί υπολογιστές

Αλλού, ο Jonas και ο Kording αφαίρεσαν ένα τρανζίστορ από το μικροτσίπ για να μάθουν τι συνέβη στο παιχνίδι που εκτελούσε - ανάλογο με τις λεγόμενες μελέτες αλλοιώσεων όπου η συμπεριφορά συγκρίνεται πριν και μετά την αφαίρεση μέρους του εγκεφάλου. Ενώ η αφαίρεση ορισμένων τρανζίστορ σταμάτησε να τρέχει το παιχνίδι, η ανάλυση δεν μπόρεσε να εξηγήσει γιατί συνέβη αυτό.

Σε αυτές και σε άλλες αναλύσεις, οι προσεγγίσεις παρείχαν ενδιαφέροντα αποτελέσματα - αλλά όχι αρκετές λεπτομέρειες για να περιγράψουν με σιγουριά πώς λειτουργούσε το μικροτσίπ. Ενώ ορισμένα από τα αποτελέσματα δίνουν ενδιαφέρουσες υποδείξεις για το τι μπορεί να συμβαίνει, εξηγεί ο Jonas, το χάσμα μεταξύ του τι συνιστά «πραγματική κατανόηση» του επεξεργαστή και του τι μπορούμε να ανακαλύψουμε με αυτές τις τεχνικές ήταν εκπληκτικό.

Αξίζει να σημειωθεί ότι τα τσιπ και οι εγκέφαλοι είναι μάλλον διαφορετικά: οι συνάψεις λειτουργούν διαφορετικά από τις λογικές πύλες, για παράδειγμα, και ο εγκέφαλος δεν κάνει διάκριση μεταξύ λογισμικού και υλικού όπως ένας υπολογιστής. Ωστόσο, τα αποτελέσματα, σύμφωνα με τους ερευνητές, υπογραμμίζουν ορισμένες σκέψεις για την καθιέρωση της κατανόησης του εγκεφάλου από τεράστια, λεπτομερή σύνολα δεδομένων.

Πρώτον, η απλή συγκέντρωση μιας χούφτας συνόλων δεδομένων υψηλής ποιότητας του εγκεφάλου μπορεί να μην είναι αρκετή για να κατανοήσουμε τις νευρικές διεργασίες. Δεύτερον, χωρίς πολλά λεπτομερή σύνολα δεδομένων προς ανάλυση ακόμη, οι νευροεπιστήμονες θα πρέπει να γνωρίζουν ότι τα εργαλεία τους μπορεί να παρέχουν αποτελέσματα που δεν περιγράφουν πλήρως τη λειτουργία του εγκεφάλου.



Δρ. Σίρλεϊ Αν Τζάκσον

Όσο για το ερώτημα αν η νευροεπιστήμη μπορεί να εξηγήσει πώς λειτουργεί ένα Atari; Προς το παρόν, όχι πραγματικά.

(Διαβάστε περισσότερα: Το AI Masters Space Invaders της Google (αλλά ακόμα μυρίζει στο Pac-Man) , η κυβέρνηση αναζητά διεπαφή «εγκεφάλου-υπολογιστή» υψηλής πιστότητας)

κρύβω

Πραγματικές Τεχνολογίες

Κατηγορία

Χωρίς Κατηγοριοποίηση

Τεχνολογία

Βιοτεχνολογία

Τεχνική Πολιτική

Την Αλλαγή Του Κλίματος

Άνθρωποι Και Τεχνολογία

Silicon Valley

Χρήση Υπολογιστή

Περιοδικό Mit News

Τεχνητή Νοημοσύνη

Χώρος

Έξυπνες Πόλεις

Blockchain

Feature Story

Προφίλ Αποφοίτων

Σύνδεση Αποφοίτων

Δυνατότητα Ειδήσεων Mit

1865

Η Θέα Μου

77 Mass Ave

Γνωρίστε Τον Συγγραφέα

Προφίλ Στη Γενναιοδωρία

Βλέπεται Στην Πανεπιστημιούπολη

Επιστολές Αποφοίτων

Νέα

Εκλογές 2020

Με Ευρετήριο

Κάτω Από Τον Θόλο

Πυροσβεστική Μάνικα

Άπειρες Ιστορίες

Πανδημικό Τεχνολογικό Έργο

Από Τον Πρόεδρο

Θέμα Εξώφυλλου

Φωτογραφίες

Συνιστάται