Živjeti u digitalnom svijetu: kako je kompjuterska tehnologija ugrađena u mozak?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Naš mozak je prilagođen za život u pećini, a ne za obradu neprekidnih tokova informacija - studije pokazuju da je stao u svom evolucijskom razvoju prije 40-50 hiljada godina. Psihofiziolog Aleksandar Kaplan u svom predavanju "Kontakt s mozgom: stvarnosti i fantazije" ispričao je koliko dugo će čovjek moći da se nosi sa životom u uslovima ogromnih autoputeva, kretanja po planeti i beskrajnih dolazaka, kao i kako sami možemo popraviti ili sve pokvariti uz pomoć vještačke inteligencije…

Zamislite situaciju: osoba dođe u prodavnicu, odabere kroasan, da ga na blagajnu. On to pokazuje drugoj blagajnici i pita: "Šta je ovo?" On odgovara: "40265". Blagajnici više nije bitno kako se zove kroasan, bitno je da bude "40265", jer kompjuter u kasi percipira brojeve, a ne nazive lepinja. Postepeno, sve uranja u digitalni svijet: živimo pored računarske tehnologije, koja fizičke objekte razumije kao digitalne, i primorani smo da se prilagođavamo. Bliži se era interneta stvari, kada će svi fizički objekti biti predstavljeni u digitalnom obliku, a internet će postati vlasnik našeg frižidera. Sve će se vrteti kroz brojeve. Ali problem je što je intenzitet protoka informacija već prevelik za naše uši i oči.

Nedavno je razvijena metoda za precizno određivanje broja nervnih ćelija u mozgu. Ranije se vjerovalo da ih ima 100 milijardi, ali ovo je vrlo približna brojka, jer su mjerenja obavljena ne sasvim ispravnom metodom: uzeli su mali komadić mozga, pod mikroskopom izbrojali broj nervnih ćelija u njemu, što je zatim pomnoženo sa ukupnim volumenom. U novom eksperimentu, homogena masa mozga je miješana u mikseru i brojana su jezgra nervnih ćelija, a kako je ta masa homogena, dobijena količina se može pomnožiti sa ukupnim volumenom. Ispalo je 86 milijardi. Prema ovim proračunima, miš, na primjer, ima 71 milion nervnih ćelija, a pacov 200. Majmuni imaju oko 8 milijardi nervnih ćelija, odnosno razlika sa čovekom je 80 milijardi. Zašto je pokret kod životinja bio progresivan i zašto je raskid s čovjekom bio tako oštar? Šta mi možemo da uradimo a majmuni ne mogu?

Najmoderniji procesor ima dvije do tri milijarde operativnih jedinica. Osoba ima 86 milijardi samo nervnih ćelija, koje nisu identične operativnoj jedinici: svaka od njih ima 10-15 hiljada kontakata sa drugim ćelijama i upravo u tim kontaktima se rešava pitanje prenosa signala, kao u operativnom jedinice tranzistora. Ako ovih 10-15 hiljada pomnožite sa 86 milijardi, dobićete milion milijardi kontakata – toliko je operativnih jedinica u ljudskom mozgu.

Mozak slona težak je četiri kilograma (u najboljem slučaju ljudski jedan i po) i sadrži 260 milijardi nervnih ćelija. Od majmuna nas deli 80 milijardi, a slon je duplo udaljeniji od nas. Ispada da broj ćelija nije u korelaciji sa intelektualnim razvojem? Ili su slonovi otišli drugim putem, a mi ih jednostavno ne razumijemo?

Činjenica je da je slon velik, da ima puno mišića. Mišići su napravljeni od vlakana veličine čovjeka ili miša, a kako je slon mnogo veći od čovjeka, ima više mišićnih vlakana. Mišiće kontrolišu nervne ćelije: njihovi procesi odgovaraju svakom mišićnom vlaknu. Shodno tome, slonu je potrebno više nervnih ćelija, jer ima više mišićne mase: od 260 milijardi nervnih ćelija slona, 255 ili 258 milijardi je odgovorno za kontrolu mišića. Gotovo sve njegove nervne ćelije smještene su u malom mozgu, koji zauzima gotovo polovicu mozga, jer se tamo računaju svi ovi pokreti. Istina, 86 milijardi ljudskih nervnih ćelija nalazi se i u malom mozgu, ali ih je i dalje znatno više u korteksu: ne dvije ili tri milijarde, kao kod slona, već 15, tako da naš mozak ima nemjerljivo više kontakata od slonova. U smislu složenosti neuronske mreže, ljudi su značajno pretekli životinje. Čovjek pobjeđuje kombinatornim vještinama, to je bogatstvo moždane materije.

Mozak je veoma složen. Poređenja radi: ljudski genom se sastoji od tri milijarde uparenih elemenata odgovornih za kodiranje. Ali kodovi u njemu su potpuno drugačiji, pa se mozak ne može porediti sa genomom. Uzmimo najjednostavnije stvorenje - amebu. Potrebno joj je 689 milijardi parova kodirajućih elemenata - nukleotida. U ruskom jeziku postoje 33 elementa kodiranja, ali od njih se može napraviti 16 hiljada riječi Puškinovog rječnika ili nekoliko stotina hiljada riječi jezika u cjelini. Sve zavisi od toga kako su same informacije sastavljene, kakav je kod, koliko je kompaktan. Očigledno, ameba je to učinila krajnje neekonomično, jer se pojavila u zoru evolucije.

Problem s mozgom je što je on normalan biološki organ. Evolucijski je stvoren kako bi se živo biće prilagodilo svom okruženju. Zapravo, mozak je stao u svom evolucijskom razvoju prije 40-50 hiljada godina. Istraživanja pokazuju da je kromanjonac već posjedovao kvalitete koje posjeduje moderni čovjek. Na raspolaganju su mu bile sve vrste poslova: prikupljanje materijala, lov, podučavanje omladine, krojenje i šivanje. Shodno tome, imao je sve osnovne funkcije - pamćenje, pažnju, razmišljanje. Mozak nije imao gdje da evoluira iz jednostavnog razloga: čovjek je postao toliko inteligentan da je mogao prilagoditi uslove okoline tako da odgovaraju svom tijelu. Ostale životinje morale su da menjaju svoje telo za uslove okoline, za šta su potrebne stotine hiljada i milioni godina, ali mi smo sebi u potpunosti promenili životnu sredinu za samo 50 hiljada.

Mozak je doživotno zatvoren u pećini. Da li je spreman za moderne palate i tokove informacija? Malo vjerovatno. Ipak, priroda je ekonomična, oštre životinju za stanište u kojem postoji. Čovjekovo okruženje se, naravno, promijenilo, ali se njegova suština malo razlikovala. Uprkos dramatičnim promjenama koje su se dogodile od antike, mehanika okoliša u rutinskom smislu je ostala ista. Kako se promijenila aktivnost dizajnera koji prave raketu umjesto Žigulija? Naravno, postoji razlika, ali smisao rada je isti. Sada se okruženje iz temelja promijenilo: ogromni autoputevi, beskrajni telefonski pozivi, a sve se to dogodilo za samo 15-35 godina. Kako će pećinski uglačan mozak podnijeti ovo okruženje? Multimedija, ogromne, neadekvatne brzine protoka informacija, nova situacija sa kretanjima po planeti. Postoji li opasnost da mozak više ne može izdržati takva opterećenja?

Postoji studija o učestalosti ljudi od 1989. do 2011. godine. U posljednjih 20 godina smrtnost od kardiovaskularnih i onkoloških bolesti je smanjena, ali se broj neuroloških poremećaja (problemi s pamćenjem, anksioznost) u isto vrijeme naglo povećava. Neurološke bolesti se još uvijek mogu objasniti problemima u ponašanju, ali broj psihičkih bolesti jednako brzo raste, a istovremeno postaju i kronične. Ove statistike su signal da se mozak više ne može nositi. Možda se to ne odnosi na sve: neko ide na predavanja, čita knjige, nekoga sve zanima. Ali mi se rađamo drugačiji, pa je nečiji mozak bolje pripremljen zbog genetske varijacije. Udio ljudi s neurološkim oboljenjima postaje veoma značajan, a to govori da je proces išao u lošem smjeru. Treći milenijum nas izaziva. Ušli smo u zonu kada je mozak počeo da šalje signale da okruženje koje smo stvorili nije korisno za njega. Postalo je složenije od onoga što nam mozak može pružiti u smislu adaptacije. Zaliha alata naoštrenog za pećinu počela je da se iscrpljuje.

Jedan od faktora koje je napravio čovjek koji pritiska ljudski mozak je da su mnoge odluke sada povezane s vjerovatnoćom ozbiljne greške, a to uvelike otežava proračune. Ranije je sve što smo naučili bilo lako automatizirano: jednom smo naučili voziti bicikl, a onda se mozak nije brinuo o tome. Sada postoje procesi koji nisu automatizirani: moraju se stalno pratiti. Odnosno, moramo ili pozvati hitnu pomoć ili se vratiti u pećine.

Koje naprednije načine rješavanja ovog problema imamo? Možda se isplati kombinirati s umjetnom inteligencijom, koja će poboljšati protok: smanjiti brzinu tamo gdje je prevelika, isključiti informacije koje su trenutno nepotrebne iz vidnog polja. Automatski kontroleri koji nam mogu pripremiti informacije slični su primarnim tehnikama kuhanja: žvaću je tako da se može konzumirati bez trošenja puno energije. Kada je čovek počeo da kuva hranu na vatri, došlo je do veoma velikog prodora. Čeljusti su postale manje, a u glavi je bilo mjesta za mozak. Možda je došao trenutak da seciramo informacije oko nas. Ali ko će to učiniti? Kako spojiti umjetnu inteligenciju i prirodnu inteligenciju? I tu se pojavljuje koncept kao što je neuronski interfejs. Omogućava direktan kontakt mozga sa računarskim sistemom i postaje analog kuhanja hrane na vatri za ovu fazu evolucije. U takvom triju moći ćemo da postojimo još 100-200 godina.

Kako ovo implementirati? Vještačka inteligencija u njenom uobičajenom smislu teško da postoji. Vrlo inteligentna igra šaha, u kojoj čovjek nikada neće pobijediti kompjuter, slična je takmičenju u dizanju tegova bagerom, a ne radi se o tranzistorima, već o programu koji je za to napisan. Odnosno, programeri su jednostavno napisali algoritam koji daje konkretan odgovor na konkretan potez: ne postoji vještačka inteligencija koja sama zna šta da radi. Šah je igra s ograničenim brojem scenarija koji se mogu nabrojati. Ali postoji deset značajnih pozicija na šahovskoj tabli do 120. stepena. Ovo je više od broja atoma u svemiru (deset u 80.). Šahovski programi su iscrpni. Odnosno, pamte sve prvenstvene i velemajstorske igre, a to su već jako mali brojevi za nabrajanje. Osoba napravi potez, kompjuter bira sve igre sa tim potezom u sekundi i prati ih. Uz informacije o već odigranim igrama, uvijek možete igrati optimalnu igru, a ovo je čista prevara. Ni na jednom prvenstvu šahista neće smjeti ponijeti laptop sa sobom kako bi vidio koju je partiju ko i kako igrao. A mašina ima 517 laptopa.

Postoje igre sa nepotpunim informacijama. Na primjer, poker je psihološka igra zasnovana na blefu. Kako će mašina igrati protiv osobe u situaciji koja se ne može u potpunosti izračunati? Međutim, nedavno su napisali program koji se savršeno nosi s tim. Tajna je previše. Mašina se igra sama sa sobom. Za 70 dana odigrala je nekoliko milijardi utakmica i akumulirala iskustvo koje je daleko veće od bilo kojeg igrača. Sa ovom vrstom prtljaga možete predvidjeti rezultate svojih poteza. Sada su automobili dostigli 57%, što je sasvim dovoljno za pobjedu u gotovo svakom slučaju. Čovjek ima sreće otprilike jednom u hiljadu utakmica.

Najcool igra koju ne može uzeti bilo kakva gruba sila je go. Ako je broj mogućih pozicija u šahu deset na 120. stepen, onda ih ima deset na 250. ili 320., ovisno o tome kako brojite. Ovo je astronomski kombinatorizam. Zato je svaka nova igra u Go-u jedinstvena: raznolikost je prevelika. Nemoguće je ponoviti igru - čak i općenito. Promjenjivost je toliko velika da igra gotovo uvijek prati jedinstveni scenario. Ali 2016. godine Alpha Go program je počeo da pobjeđuje osobu, koja je također ranije igrala sama sa sobom. 1200 procesora, 30 miliona memorijskih pozicija, 160 hiljada ljudskih grupa. Nijedan živi igrač nema takvo iskustvo, kapacitet memorije i brzinu reakcije.

Gotovo svi stručnjaci smatraju da je umjetna inteligencija još uvijek daleko. Ali smislili su koncept kao što je "slaba umjetna inteligencija" - to su sistemi za automatizirano inteligentno donošenje odluka. Neke odluke za osobu sada može donijeti mašina. Slični su ljudskim, ali su prihvaćeni, baš kao u šahu, a ne intelektualnim radom. Ali kako naš mozak donosi intelektualne odluke ako je mašina mnogo jača i u memoriji i u brzini? Ljudski mozak se također sastoji od mnogih elemenata koji donose odluke na osnovu iskustva. Odnosno, ispada da nema prirodne inteligencije, da smo i mi hodajući računarski sistemi, samo je naš program napisan sam?

Fermatova teorema je dugo bila pretpostavka. Već 350 godina najistaknutiji matematičari pokušavaju da to analitički dokažu, odnosno da sastave program koji će na kraju, korak po korak, na logičan način dokazati da je ova pretpostavka tačna. Perelman je smatrao svojim životnim djelom dokazivanje Poincaréove teoreme. Kako su ove teoreme dokazane? Poincaré i Perelman nisu imali analitička rješenja u svojim glavama, postojale su samo pretpostavke. Ko je genije? Genijem se može smatrati onaj koji je stvorio teoremu: predložio je nešto čemu nije imao nikakav analitički pristup. Odakle mu ova tačna pretpostavka? Nije došao do njega grubom silom: Fermat je imao samo nekoliko opcija, poput Poincaréa, dok je o konkretnom pitanju postojala samo jedna pretpostavka. Fizičar Richard Feynman zaključio je da gotovo ni u jednom slučaju nije došlo do velikog otkrića analitički. Kako onda? Feynman odgovara: "Pogodili su."

Šta znači "pogoditi"? Za postojanje nije nam dovoljno da vidimo šta jeste i da na osnovu tih informacija donosimo odluke. Neophodno je u memoriju staviti nešto što će kasnije biti korisno da se osvrnemo. Ali ova faza nije dovoljna za manevrisanje u složenom svijetu. A ako evolucija bira pojedince za sve suptilnije prilagođavanje okolini, onda se u mozgu mora rađati sve više i više suptilnih mehanizama da bi se predvidjelo ovo okruženje, izračunale posljedice. Primerak se igra sa svetom. Postupno je nastala moždana funkcija koja omogućava izgradnju dinamičkih modela vanjske stvarnosti, mentalnih modela fizičkog svijeta. Ova funkcija se prilagodila evolucijskom odabiru i počela se birati.

U ljudskom mozgu, po svemu sudeći, razvio se vrlo kvalitetan mentalni model okoline. Ona savršeno predviđa svijet čak i na mjestima gdje mi nismo bili. Ali pošto je svijet oko nas integralan i sve je u njemu međusobno povezano, model bi trebao pokupiti tu povezanost i moći predvidjeti ono što nije bilo. Čovjek je dobio potpuno jedinstvenu priliku koja ga je oštro izdvojila u evolucijskom nizu: bio je u stanju da reproducira budućnost u neuronima svog mozga koristeći modele okoline. Ne morate trčati za mamutom, morate shvatiti gdje će trčati. Da biste to učinili, u glavi se nalazi model s dinamičkim karakteristikama mamuta, pejzaža, navika životinja. Kognitivna psihologija insistira na tome da radimo s modelima. Tu se troši 80 milijardi neurona: oni ih sadrže. Model svijeta matematike, svijeta matematičkih apstrakcija vrlo je raznolik i sugerira kako treba popuniti ovu ili onu prazninu, koja još nije promišljena. Iz ovog modela proizilaze nagađanja, kao i intuicija.

Zašto majmuni ne mogu raditi na punopravnim modelima fizičkog svijeta? Na kraju krajeva, oni postoje na Zemlji stotinama miliona godina duže od ljudi. Majmuni nisu u stanju da prikupljaju informacije o svijetu oko sebe. U kojim jedinicama će to opisati? Životinje još nisu razvile metodu za kompaktno i sistematsko modeliranje eksternih informacija u mozgu sa mogućnošću rada na njima. Osoba ima takvu metodu, uzimajući u obzir i najsitnije detalje. To je jezik. Uz pomoć jezika pojmovima smo označili sva najmanja zrnca pijeska na ovom svijetu. Tako smo fizički svijet transplantirali u mentalni. To su imena koja kruže u mentalnom svijetu bez ikakve mase. Zapisivanjem adresa koristeći složene moždane strukture, kao kod programiranja u kompjuteru, stičemo iskustvo komunikacije sa svijetom. Veze nastaju između pojmova. Svaki koncept ima zastavice kojima možete dodati dodatna značenja. Tako raste veliki sistem koji radi asocijativno i odsijeca nepotrebne vrijednosti koristeći adrese. Takav mehaničar mora biti podržan od strane vrlo složene mrežne strukture.

Naše razmišljanje je zasnovano na nagađanju. Ne moramo brojati varijacije šahovskih figura - imamo dinamički model šahovske igre koji govori gdje da se krećemo. Ovaj model je solidan, ima iskustva i sa prvenstvenim utakmicama, ali je bolji jer predviđa malo prije vremena. Mašina pamti samo ono što jeste, naš model je dinamičan, može se pokrenuti i igrati ispred krivine.

Dakle, je li moguće spojiti mozak i umjetnu inteligenciju, iako smanjeni i smanjeni u pravima, tako da kreativni zadaci ostanu kod osobe, a pamćenje i brzina - kod mašine? U Sjedinjenim Državama ima devet miliona kamiondžija. Trenutno ih mogu zamijeniti automatizirani sistemi za donošenje odluka: sve staze su vrlo uredno označene, čak postoje i senzori pritiska na stazi. Ali upravljačke programe ne zamjenjuju kompjuteri iz društvenih razloga, a to je slučaj u raznim industrijama. Postoji i opasnost da sistem djeluje suprotno interesima osobe, stavljajući ekonomsku korist iznad. Takve situacije će, naravno, biti programirane, ali nemoguće je sve predvidjeti. Ljudi će prije ili kasnije pasti u službu, mašine će ih koristiti. Od čovjeka će ostati samo mozak sposoban za kreativna rješenja. I to ne mora biti zbog zavjere mašina. I sami sebe možemo dovesti u sličnu situaciju programirajući mašine tako da, ispunjavajući postavljene zadatke, ne vode računa o ljudskim interesima.

Elon Musk je smislio potez: osoba će hodati s rancem sa računarskom snagom, kojem će se mozak okretati po potrebi. Ali da bi se mašinama dodijelili određeni zadaci, potreban je direktan kontakt s mozgom. Kabl će ići od mozga do ranca, ili će auto biti ušiven pod kožu. Tada će osoba biti u potpunosti opskrbljena transcendentalnim pamćenjem i brzinom. Ovaj elektronski uređaj neće se pretvarati da je osoba u istoriji, ali će za poslodavce osoba proširiti svoje mogućnosti. Kamiondžija će moći da priušti spavanje u autu: pokretaće ga intelekt, koji će probuditi mozak u kritičnom trenutku.

Kako se povezati s mozgom? Posjedujemo sva tehnička sredstva. Štaviše, stotine hiljada ljudi već hodaju s takvim elektrodama iz medicinskih razloga. Da bi se otkrio žarište epileptičnog napada i zaustavio ga, instalirani su uređaji koji bilježe električnu aktivnost mozga. Čim elektrode uoče znakove napada u hipokampusu, zaustavljaju ga. U SAD postoje laboratorije u kojima se takvi uređaji ugrađuju: kost se otvara, a ploča sa elektrodama se ubacuje u korteks za jedan i pol milimetar, do njegove sredine. Zatim se ugradi još jedna matrica, približi joj se štap, pritisne se dugme i oštro, uz veliko ubrzanje, udari u kalup tako da uđe u koru za jedan i pol milimetar. Tada se uklanjaju svi nepotrebni uređaji, kost se šije i ostaje samo mali konektor. Poseban manipulator, koji kodira elektronsku aktivnost mozga, omogućava osobi da kontrolira, na primjer, robotsku ruku. Ali to se trenira s velikim poteškoćama: osobi je potrebno nekoliko godina da nauči kako kontrolirati takve objekte.

Zašto se elektrode implantiraju u motorni korteks? Ako motorni korteks kontroliše ruku, to znači da odatle treba da primate komande koje kontrolišu manipulatora. Ali ti neuroni su navikli da kontrolišu ruku, čiji se uređaj suštinski razlikuje od manipulatora. Profesor Richard Anderson došao je na ideju da se elektrode ugrade u područje gdje se rađa plan akcije, ali drajveri za kontrolu pokreta pokreta još nisu razvijeni. Ugradio je neurone u parijetalnu regiju, na raskrsnici slušnog, vidnog i motornog dijela. Naučnici su čak uspjeli u dvosmjernom kontaktu s mozgom: razvijena je metalna ruka na koju su ugrađeni senzori koji stimuliraju mozak. Mozak je naučio da razlikuje stimulaciju svakog prsta posebno.

Drugi način je neinvazivna veza, u kojoj se elektrode nalaze na površini glave: ono što klinike nazivaju elektroencefalogramom. Stvara se mreža elektroda u kojoj svaka elektroda sadrži mikrokolo, pojačalo. Mreža može biti žičana ili bežična; informacije idu direktno u kompjuter. Čovjek čini mentalni napor, promjene u potencijalima njegovog mozga se prate, klasifikuju i dešifruju. Nakon prepoznavanja i klasifikacije, informacije se dostavljaju odgovarajućim uređajima - manipulatorima.

Drugi potez je socijalizacija pacijenata sa motoričkim i govornim poremećajima. U projektu Neurochat ispred pacijenta se postavlja matrica sa slovima. Njegove kolone i redovi su istaknuti, a ako odabir padne na liniju koja je potrebna osobi, elektroencefalogram očitava nešto drugačiju reakciju. Ista stvar se dešava i sa kolonom, a slovo koje je potrebno osobi nalazi se na raskrsnici. Pouzdanost sistema u ovom trenutku je 95%. Bilo je potrebno osigurati da se pacijent jednostavno poveže na Internet i da obavlja sve zadatke, tako da su u matricu dodana ne samo slova, već i ikone koje označavaju određene komande. Nedavno je izgrađen most između Moskve i Los Anđelesa: pacijenti iz lokalnih klinika mogli su da uspostave kontakt putem prepiske.

Najnoviji razvoj u području kontakata s mozgom su neurosimbiotski klasteri, koji se ne kontroliraju slovima, već memorijskim ćelijama mašine. Ako uzmemo osam ćelija, ili jedan bajt, onda sa takvim kontaktom možemo odabrati jednu od ćelija i u nju upisati jedinicu informacija. Tako komuniciramo sa računarom, upisujući u njega isto "40265". Ćelije sadrže i vrijednosti na kojima se treba operisati i procedure koje treba primijeniti na te ćelije. Dakle - bez invazije na mozak, već sa njegove površine - možete upravljati kompjuterom. Naučnici o materijalima došli su do vrlo tanke žice, pet mikrona, izolovane cijelom dužinom, au njene čvorove su postavljeni senzori električnog potencijala. Žica je vrlo elastična: može se baciti preko predmeta s bilo kojim reljefom i tako prikupiti električno polje sa bilo koje, najmanje površine. Ova mreža se može pomiješati sa gelom, smjesu staviti u špric i ubrizgati u glavu miša, gdje će se ispraviti i sjesti između moždanih režnjeva. Ali mješavina ne može ući u sam mozak, tako da je nova ideja da se ubrizga mreža u mozak kada se tek počinje formirati, u embrionalnoj fazi. Tada će se naći u masi mozga i ćelije će početi da rastu kroz nju. Tako dobijamo oklopljeni mozak sa kablom. Takav mozak može brzo shvatiti u kojoj oblasti je potrebno promijeniti potencijal da kompjuter obavlja određene zadatke ili zapisuje informacije u svoje ćelije, jer od rođenja stupa u interakciju s elektrodama. A ovo je potpuni kontakt.