Позвонить

+7 812 701 03 30


Закажите обратный звонок

Адреса центров:

пр. Сизова, 21 ул. Марата, 14

График работы:

с 9:00 до 21:00
ежедневно
Свяжитесь с нами:

СОЗДАТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ МОЗГ ЗАНОВО?

Создаем искусственную нейросеть мозга, а затем перепрограммируем существующую

Уважаемый читатель, пока ты взахлеб смотришь «Видоизмененный углерод» и прочие киноновинки сезона, стоящие в топе популярности поиска фильмов и сериалов, ученые не дремлют, а работают над мозгом, в будущем, вероятно, усовершенствуют, а может и подчинят, твой собственный в том числе… Итак, какие новости принес нам летний сезон отпусков обывателей = период активной работы ученых?

Создана нейронная сеть, имитирующая строение головного мозга

Термин «нейронная сеть» применим к анатомической структуре и к вычислительной системе. Сходств множество, но отличий тем не менее больше, в первую очередь обусловленных сложностью «паутины» нейронных сплетений человеческого мозга. Пока так, но вскоре наши «американские партнеры» планируют изменить ситуацию, поключив к научным изысканиям специалистов The National Institute of Standards and Technology (США). Новое изобретение – это новый этап развития технологии построения нейронных сетей.

Головной мозг человека состоит из сотен миллионов нейронов, каждый из которых соединен с десятком тысяч других нейронов. Сложноустроенная структура в довольно упрощенном виде взята за основу построения искусственных нейронных сетей. Разница обусловлена возможностями современной электроники, которая не в состоянии справиться со сложной маршрутизацией, поэтому количество связей между элементами нейросети приходится уменьшать в сотни и тысячи раз, теряя в производительности. Существуют проекты по эмуляции головного мозга (имитации работы системы компьютерными средствами без потери функциональных возможностей и искажений результатов), но и они упираются в лимит мощности нынешних технологий.

Специалисты высоких технологий США пошли по другому пути, предложив использовать для трансляции сигналов свет вместо электричества. Специально разработанный чип распределяет оптические сигналы по миниатюрной сетке в разных направлениях, что позволяет преодолеть проблему соединения элементов нейросети, вертикально укладывая два слоя фотонных структур. Структуры ограничивают свет линиями для направления оптических сигналов примерно так же, как провода передают электрический импульс. Данный подход позволяет создать сложные схемы маршрутизации, необходимые для имитации нейронных структур головного мозга, а также увеличить скорость передачи сигнала и количество связей между элементами сети. Кроме того, система является хорошо масштабируемой, а значит в будущем ее легко расширить.

Если «обычные» нейронные сети уже делают успехи в самообучении и распознавании образов, то сложно и немного боязно представить, что покажет миру новая структура, имитирующая работу головного мозга.

Перепрограммирована нейронная сеть головного мозга человека

Едем дальше. Уже упоминалось, что популярные в последнее время нейронные сети по сути своей являются копией одноименных структур головного мозга. И если «машинные» сети можно программировать, то почему бы не попробовать сделать то же самое с нашим мозгом? Именно этим и занялись программисты Massachusetts Institute of Technology (США), пусть пока и в минимальных масштабах.

Американские исследователи перепрограммировали нейроны в первичной зрительной коре у бодрствующих лабораторных грызунов. В нейрон головного мозга был введен ген флуоресцирующего белка GCaMP6, который издает свечение при прохождении через него электрического импульса. Таким образом, светящийся нейрон становится индикатором всех процессов, происходящих с клеткой. Через 5 суток после указанной манипуляции мышкам демонстрировался случайно мелькающий в разных местах на секунду серый экран с белым квадратом. В определенные секунды квадрат оказывался «вне поля зрения» исследуемого нейрона, но находился «в поле зрения» соседних клеток. В результате нейрон с GCaMP6 выдавал увеличение размеров дендритных отростков, образующих синаптические связи, а клетки, которые не принимали участие в формировании зрительного сигнала, показывали падение количества синаптических связей. Таким образом, световое воздействие меняет свойства отдельных клеток и отдельно взятого участка нейронной сети.

«Нейронные сети головного мозга могут изменяться в ответ на конкретные сигналы, но при этом продолжают оставаться стабильными. В момент, когда по нейрону проходит электрический импульс, усиливаются или ослабляются его связи с другими нервными клетками. Этот процесс лежит в основе нейропластичности — свойства мозга изменяться при определенных условиях и даже восстанавливать утраченные связи».

Добро пожаловать в XXI век, дорогой читатель, посмотрим, куда он заведет человечество. Читаем также.

По материалам Science и HiNews

Наверх