اخبار خارجی دانش و فناوری يك گام به جلو، براي ساخت مغز مصنوعي

همشهری انلاین , پنجشنبه 26 ارديبهشت 1387

يك گام به جلو، براي ساخت مغز مصنوعي

قسمتهاي مختلف مغز بسيار پيچيده‌تر از آن است كه بتوان آن را در رايانه شبيه‌سازي‌ كرد. پس استفاده از مدل‌سازي‌درهر كاري ممکن نیست.

گروهي از دانشمندان نوروساينس در يك مؤسسه تحقيقاتي در كشور سوئيس در حال شبيه‌سازي مغز يك پستاندار هستند.
محققان دانشگاه پلي تكنيك لوزان با همكاري IBM مرحله اول يك طرح بلند پروازانه يعني كپي كامل مغز انسان روي ابررايانه را كامل كرده‌اند. مركز تحقيقاتي اين طرح در ساحل درياچه ژنو واقع شده است؛ همان جايي كه ماري شلي شخصيت داستانش دكتر فرانكشتاين را در آنجا تصور كرده. فرانكشتاين هيولايي انسان مانند مي‌سازد كه داراي نيرويي مخرب مي‌شود و در نهايت خالقش را مي‌كشد.
در ژوئن 2005 هنري ماركرام مدير طرح blue brain از برنامه اش، ساخت مغز انسان، با استفاده از قوي‌ترين ابر رايانه جهان خبر داد. ماركرام يادآوري مي‌كند: نقدها غيرقابل باور بود. همه فكر مي‌كردند ما ديوانه شده‌ايم. حتي بيشتر دانشمندان برجسته نوروساينس و نظريه پردازها مي‌گفتند طرح شكست خواهد خورد.
بعضي از همكاران ماركرام اعتقاد داشتند اطلاعات كافي براي شبيه‌سازي‌ كامل مغز انسان به سادگي در دسترس نخواهد بود. ماركرام مي‌گويد: هيچ دانشمند نوروساينسي وجود ندارد كه اين قدرت را داشته باشد كه بگويد ما به اندازه كافي نمي‌دانيم. ما فقط قسمت كوچكي را مي‌دانيم، هيچ كس حتي نمي‌داند كه چقدر مي‌دانيم.
ماركرام به بازتاب‌هاي منفي بعد از اعلان طرح توجهي نكرد و بعد از 2 سال ستون نئوكورتيكال موشي دو هفته‌اي را شبيه‌سازي‌ كرد. اين مدل دقيقا مانند همتاي واقعي اش كار مي‌كرد. ديدن پالس‌هاي اين شبيه ساز روي صفحه‌هاي سه بعدي بزرگي كه محققان ساخته‌اند بسيار جالب است.
ستون هاي نئوكورتيكال آخرين بخش از تكامل مغز ما بوده است و وظيفه استدلال و خودآگاهي را به‌عهده دارد. اين تكامل تنها از يك جهش كوچك ناشي شده است. مغز انسان هزاران برابر مغز موش ستون‌هاي نئوكورتيكال دارد اما تفاوت‌هاي زيستي بين مغز موش و مغزانسان اندك است. اگر يك ستون نئوكورتيكال بسازيم تقريبا مي‌توانيم نئوكورتكس را به‌طور كامل بسازيم البته اگر توان رايانه ها اين اجازه را به ما بدهد.
اگر چه يك ستون نئوكورتيكال فقط 2 ميلي متر طول و نيم ميلي متر قطردارد، اما شامل 10 هزار نورون و 30 ميليون سيناپس است. وسيله‌اي كه مرحله اول اين شبيه‌سازي‌ بزرگ را انجام مي‌دهد ابر رايانه BlueGene/L IBM است كه توانايي پردازش 7/18 تريليون محاسبه را در ثانيه دارد.
اين ابر رايانه متشكل از 8 هزار پردازشگر است و يكي از پر قدرت‌ترين ابررايانه هاي حال حاضر جهان به شمار مي‌رود. ماركرام معتقد است با فناوري حاضر امكان ساخت مغز موش وجود دارد، كه مرحله بعدي طرح Blue brain است و قرار است از سال ديگر آغاز شود. بعد از آن شبيه‌سازي‌ گربه سپس ميمون و در نهايت مغز انسان انجام خواهد شد.
ماركرام برثبات قانون مور حساب كرده است. زيرا هم اكنون يك رايانه كه توانايي شبيه‌سازي‌ مغز انسان را داشته باشد به اندازه چندين زمين فوتبال است وسالانه 3 ميليارد دلار برق مصرف خواهد كرد. اما در حال حاضر ماركرام به‌دنبال فرصتي براي شبيه‌سازي‌ كامل مغز انسان است، در حالي كه محاسبات پيش خواهند رفت.
مدل‌سازي‌ در آينده
به‌نظر مي‌رسد مدل‌سازي‌، قدم بزرگي به جلو براي دانشمندان نوروساينس است. هر سال حدود 35 هزار مقاله نوروساينس منتشرمي شودو شمار مقالات منتشر شده هر سال حدود 20 تا 30 درصد افزايش مي‌يابد. بيشتر دانشمندان نوروساينس اگر خوش شانس باشند فقط مي‌توانند حدود 100مقاله را در يك سال بررسي كنند.
وارد كردن همه اين اطلاعات در طرح Blue brain راهي مشخص براي استفاده و نگهداري اين اطلاعات است. ماركرام 44 ساله از آفريقاي جنوبي درابتدا علاقه مند به ثبت الكتروفيزيولوژي نورون ها در مؤسسه ماكس پلانك آلمان بود.
او 2 نورون را بررسي كرد و آنها را مرتبط با هم يافت. او مي‌گويد: با خودم فكركردم كه خداي من، غيرقابل باور است! تو همچنين مي‌تواني ارتباط نورون‌ها را كنترل كني! سپس تصميم گرفتم بفهمم كه آنها چگونه ارتباط برقرار مي‌كنند.
به همين منظور شروع به كشيدن نقشه همه مدارها كردم 15 سال طول كشيد. ماركرام همه اطلاعاتي را كه از يك دهه و نيم قبل جمع آوري كرده بود اينگونه شرح مي‌دهد: اين اطلاعات خيلي خسته كننده‌تر از آن هستند كه منتشر شوند.
مدل آنجا مي‌ماند تا داده‌ها يكي شوند و آزمايش شود كه آيا كار مي‌كند. يك دانشمند نوروبيولوژي كه مي‌خواهد يك فرضيه مشخص را در مورد چگونگي يك عملكرد خاص مغز مانند ظرفيت حافظه وبازيابي بررسي كند مي‌تواند از طرح Blue brain استفاده كند. اين مدل در اختيار تمامي محققان خواهد بود.
تحقيقات بر پايه شبيه‌سازي‌ زماني ممكن است كه قدرت رايانه اي كافي داشته باشيم. امروزه هرهواپيماي تجاري ابتدا در بخش شبيه‌سازي‌ متولد شده است. حتي دوربين‌ها قبل از اينكه ساخته شوند شبيه‌سازي‌ مي‌شوند.
در فيزيك ما سلاح هسته‌اي را فقط در شبيه‌سازي‌‌ها امتحان مي‌كنيم.
ماركرام مي‌گويد: ما از شبيه‌سازي‌ در علوم زنده استفاده نمي‌كنيم چون زيست شناسي قوي‌ترين رايانه ها را طلب مي‌كند. ما آزمايش هايمان را روي حيوانات انجام مي‌دهيم، اما اين آزمايش ها در آينده نزديك تغيير خواهد كرد، اين طرح تمام اين تغييرات را هدايت خواهد كرد.
ماركرام شديدا روي اين موضوع تاكيد دارد كه اين طرح ساخت يك سيستم هوش مصنوعي (AI)نيست: ما به‌دنبال ساخت مغز يك روبات نيستيم. شما مي‌توانيد يك مهندس را استخدام كنيد تا اين كار را انجام دهد. مهندسان در اين كار خيلي بهترند و حتما سريعتر انجامش خواهند داد، ولي احتمالا نتيجه كارBlue brain خيلي بهتر خواهد شد. اگر ما اين كار را به درستي انجام بدهيم اين مغز مي‌تواند صحبت كند.
رمز گشايي
ماركرام منتظر پيدايش نشانه‌هاي هوش در مغز سيليكوني نيست. او به‌دنبال كارهاي خسته‌كننده تري است. با فهميدن چگونگي عملكرد مغزمان مشكلات رفتاري نيز مشخص خواهد شد. اختلالاتي مانند افسردگي، جنون جواني (اسكيزوفرنيا) و زوال عقل بهايي است كه ما به خاطر مغز پيچيده مان مي‌پردازيم. ماركرام مي‌گويد: ما نمي‌دانيم چه اشكالي در اين مدارها به وجود مي‌آيد.
ما هنوز از داروهايي كه به‌صورت تجربي آزمايش مي‌شوند استفاده مي‌كنيم. اگر داروي تركيبي كار كرد خوب است، اگر نه يكي ديگر را بررسي مي‌كنيم. Blue brain مي تواند به اين تحقيقات سرعت بسيار زيادي بدهد. استيون رز، استاد بازنشسته زيست شناسي دانشگاه آزاد نسبت به ساخت مدل زيستي دقيق مغز انسان با استفاده از اين سطح دانش و فناوري بسيار مشكوك است.
او مي‌گويد: پيوستگي بين قسمتهاي مختلف مغز بسيار پيچيده‌تر از آن است كه بتوان آن را در يك رايانه شبيه‌سازي‌ كرد. من عليه كساني كه مدل‌سازي‌ مي‌كنند نيستم، اما اين طرز تفكر كه مدل‌سازي‌ را درهر كاري مي‌توان استفاده كرد و تحقيقات روي حيوانات را نفي مي‌كند بسيار فريبنده و آرزويي محال است.به وضوح، ماركرام هنوز با شك‌هايي كه بعضي افراد در مورد پيروزي او در اين طرح وارد مي‌كنند روبه‌روست.

خوش به حالت اسناپي
اثر شب و روز در شکل حلقه‌های مشتری
يك گام به جلو، براي ساخت مغز مصنوعي