1.0Tudományhttps://tudomany.cafeblog.huJangulihttps://tudomany.cafeblog.hu/author/janguli/<h3 class="cikk-cim"></h3> <p><span>Az idegtudomány egyik legnagyobb kihívása, hogy feltérképezze az idegsejtek között létrejövő szinaptikus kapcsolatokat. </span></p> <p><strong><span style="color: #7dd6fc">A "konnektom", azaz a neuronok (idegsejtek) között létrejövő kapcsolatok (szinapszisok) térképe az idegtudomány Szent Grálja,</span> </strong>amely megvilágítaná az agyban zajló információáramlást. Jelenleg még nagyon messze vagyunk egy ilyen térképtől, de az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában (PNAS) megjelent nagy jelentőségű cikk közelebb visz a megvalósításához.</p> <p>A svájci Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) intézetben folyó <a href="http://bluebrain.epfl.ch/">Blue Brain Project</a> (BBP) keretében sikerült meghatározni azokat az <strong><span style="color: #7dd6fc">alapelveket, amelyek meghatározzák az idegi összeköttetések (szinapszisok) kialakulását.</span></strong> Ehhez virtuálisan rekonstruáltak egy kéregbeli mikroáramkört, és összehasonlították egy emlősből származó mintával. Az alapelvek ismerete most már lehetővé teszi, hogy <strong><span style="color: #7dd6fc">megjósolják a szinapszisok helyét</span> </strong>az agykéreg magasabb rendű idegfunkcióiért felelős részében, a neokortexben.</p> <p>"Ez <strong><span style="color: #7dd6fc">igen nagy áttörés,</span></strong> mivel egyébként évtizedekig, ha nem évszázadokig tartana feltérképezni minden egyes szinapszis helyét az agyban, és mostantól jelentősen megkönnyíti a pontos modellek készítését is" - mondta Henry Markram.</p> <p><!--more--></p> <p><span>Az idegtudomány egyik régóta kutatott rejtélye, hogy <strong><span style="color: #7dd6fc">vajon valamennyi neuron egymástól függetlenül növekszik-e, és a sejtek csak megragadják azt, amit elérnek (amikor nyúlványaik egymásba ütköznek), vagy pedig minden egyes neuron nyúlványait specifikus kémiai jelek vezetik, hogy megtalálják a célpontjaikat.</span> </strong>A rejtély megoldásához a kutatók megvizsgálták a kérgi mikroáramkör virtuális rekonstrukcióját, hogy lássák, hol ütköznek egymásba a nyúlványok. Nagy meglepetésükre azt tapasztalták, hogy a modellben található helyek 75-95 százalékos pontossággal megegyeztek a megfelelő valódi agyi áramkörben található szinapszisokéival.</span></p> <p>Ez azt jelenti, hogy a neuronok annyira függetlenül növekszenek egymástól, amennyire fizikailag ez lehetséges, és az esetek zömében ott hoznak létre szinapszisokat, ahol véletlenszerűen egymásba ütköznek. Felfedeztek azonban néhány kivételt is. <strong><span style="color: #7dd6fc">Egyes különleges esetekben a neuronok által használt jelzések megváltoztatják a statisztikailag valószínűsített összekapcsolhatóságot.</span></strong> Ezeket a kivételeket is számításba véve a Blue Brain csoport most már szinte tökéletesen képes előrejelezni az áramkörön belül kialakuló valamennyi szinapszis helyzetét.</p> <p><strong><span style="color: #7dd6fc">Virtuális rekonstrukció</span></strong></p> <p>A virtuális agykérgi mikroáramkör rekonstrukciójához élő agyszövetből készült metszeteken végzett, részletekbe menő kísérletekből 20 év alatt felgyülemlett adatokat használtak fel. Ez a páratlan adatbázis tartalmazza a neuronok geometriai és elektromos sajátosságait. <strong><span style="color: #7dd6fc">Az áramkörben lévő minden egyes neuronnak elkészítették a háromdimenziós modelljét egy Blue Gene szuperkomputerrel.</span></strong> Mintegy 10 000 virtuális neuront helyeztek el random pozícióba a háromdimenziós térben a megfelelő élő szövetben található sűrűségben és morfológiai arányban. A kutatók ezután ellenpróbaként összehasonlították a modellt egy valódi emlős agyból származó agyi kapcsolódás-rendszerrel.</p> <p><span style="color: #7dd6fc"><strong>Nagy lépés a pontos agymodellek felé</strong></span></p> <p>A felfedezés azt is megmagyarázza, hogy miért képes az agy elviselni a károsodást, és azt is megmutatja, hogy az <strong><span style="color: #7dd6fc">ugyanabba a fajba tartozó élőlény valamennyi egyedének agyában a szinapszisok pozíciója inkább azonos, mint eltérő.</span> </strong>"A szinapszisok ily módon való elhelyezkedése nagyon erős" - mondta Sean Hill, komputeres idegkutató, a cikk vezető szerzője. <strong><span style="color: #7dd6fc">"Megváltoztattuk a neuronok sűrűségét, elhelyezkedését, irányát, de egyik sem változtatta meg a szinapszisok helyének eloszlását."</span></strong></p> <p>Forrás: <span>Pesthy Gábor</span><span>, origo.hu</span> </p> <p><iframe width="500" height="281" src="http://www.youtube.com/embed/LS3wMC2BpxU?feature=player_detailpage" frameborder="0"></iframe></p> <p> Általános Mesterséges Intelligencia (AGI) - új perspektívák</p> <div><b>A korai mesterségesintelligencia-kutatás nagy álma, az emberhez hasonló mentális adottságokkal rendelkező gép a hajdani kitörő optimizmust követően sokáig csak ábrándnak tűnt; a részterületi fejlesztésekre tevődött át a hangsúly. De a régi lángot azért még mindig igyekeznek feléleszteni.</b></div> <div></div> <div> <p><span style="color: #ccffff"><b>Agykép-készítő</b></span></p> <p><span>A nanotechnológia, transzhumán intelligencia, szuperrobotok eljövetelét hosszú évek óta töretlen lelkesedéssel prognosztizáló <em><strong><span style="color: #ccffff">Ray Kurzweil </span></strong></em></span>elutasítja az ún. „erős MI” sokak szerinti kivitelezhetetlenségét.</p> <p>A londoni University College számítógépes idegtudományokkal foglalkozó részlegének fiatal kutatója, a néhány esztendeje még játékfejlesztéssel (<i>Evil Genius</i> stb.) foglalatoskodó <strong><em><span style="color: #ccffff">Demis Hassabis </span></em></strong><a href="http://www.gatsby.ucl.ac.uk/~demis" target="_self"></a>rendszerszinten, az „agy algoritmusaiban” gondolkodik, olyan kérdésekkel foglalkozva, hogy elménk milyen algoritmusokat használ problémamegoldás közben, és ezek közül melyek nélkülözhetetlenek egy általános mesterséges intelligencia létrehozásához: <strong><span style="color: #ccffff">miként alakítunk át érzékszervi információkat fogalmi információvá?</span></strong> Például látunk egy képet, aztán el is kezdünk gondolkodni róla – mi történik ebben az esetben az észlelés és a fogalomalkotás között? <strong><span style="color: #ccffff">Ma még nem létezik a látványból absztraháló (jó) gépitanulás-algoritmus</span></strong> – a legújabb <strong><span style="color: #ccffff">„agykép-készítő”,</span></strong> sejtelemző technikák felhasználásával, Hassabis és munkatársai ilyesmit próbálnak létrehozni. Ilyesmit, de mégis mást: figyelembe kell venniük, hogy az ugyanazokon az elveken alapuló algoritmusok (minden bizonnyal) eltérően funkcionálnak természetes- és szilíciumközegben.</p> <p>Amennyiben pedig az algoritmusok másként reagálnak, kivihetetlen az agy teljes emulációja. A kutató szerint a két legismertebb „agyépítő” projekt, az IBM és a DARPA jegyezte <strong><span style="color: #ccffff"><a href="http://technology-report.com/2009/07/darpa-synapse-project-summary" target="_self"><span style="color: #ccffff">SyNAPSE</span></a></span></strong> és a Lausanne-i Műszaki Iskola, <strong><em><span style="color: #ccffff">Henry Markram</span></em></strong> professzor nevével fémjelzett <strong><span style="color: #ccffff"><a href="http://bluebrain.epfl.ch/" target="_self"><span style="color: #ccffff">Kék Agy </span></a></span></strong>kezdeményezése által használt neuromorfikus modellekkel és hasonló módszerekkel <strong><span style="color: #ccffff">legalább 50 évre vagyunk az „általános mesterséges intelligenciától” (AGI).</span></strong> Úgy véli, az agyműködés által erőteljesebben inspirált algoritmusokra van szükség, amilyen például az MIT retinális sejtek két szintjét részletesen modellező <strong><span style="color: #ccffff">HMAX</span></strong> vizuális felismerő-rendszere.</p> <p align="center"><img width="415" height="419" class="imgleft" style="margin-right: 5px" src="http://www.agent.ai/img/upload/201008/gai2.jpg" border="1" vspace="5" hspace="5" /></p> <p> </p> <p> </p> <p>Az IBM és a DARPA kutatói, valamint Markram és kollégái bizonyára másként látják a megvalósítás időintervallumát. Mindkét projekt célja <strong><span style="color: #ccffff">elméhez hasonló szoftver</span></strong> kidolgozása, <strong><span style="color: #ccffff">az agyműködés visszafejtése alapján.</span></strong></p> <p><strong><span style="color: #ccffff">Kapcsolóasztal az agy homloklebenyében</span></strong></p> <p><span>Az IBM és a DARPA kutatói</span> <strong><span style="color: #ccffff">kognitív-számítási chipekből álló hálózat</span></strong>ban gondolkoznak. A kiindulópont a makákók agyának hálózati felépítése: ennek alapján igyekeznek megérteni az agyban lejátszódó, bonyolult folyamatokat. Több ezer kapcsolatot és több száz agyterület hálózatát tanulmányozva, <strong><span style="color: #ccffff">a fehérállományt nagy távolságú autópályákhoz, a szürkeállományt helyi utakhoz hasonlítják.</span> </strong></p> <p>Úgy vélik, a hálózat egésze integrált magot tartalmaz, amely akár a magasabb szintű kognitív tevékenységek, sőt a tudatosság központja is lehet. Általa egyszer talán még a „hogyan alakult ki az agyból az elme” kérdésre is választ kaphatunk. Az agyterületeket a keresőmotorok oldalakat rangsoroló technikájához hasonlóan osztályozva arra a következtetésre jutottak, hogy <strong><span style="color: #ccffff">az agy homloklebenye (prefrontális kortex) úgy működik, mint egy kapcsolóasztal: az információ integrálását és elosztását szervezi.</span></strong> Ha egyszer sikerül mindezt gépi közegben emulálni, talán nem is leszünk olyan messze az AGI-től.</p> <p><img width="225" height="161" align="left" src="http://www.agent.ai/img/upload/201008/gai4.jpg" border="1" vspace="5" hspace="5" />Henry Markram már modellezte az egér és a nyúl agyának egyes elemeit. Jelenleg az újagykéreg (neokortex) ismert repetitív egységeire, a neokortikális „oszlopokra” összpontosít. Munkatársaival több tízezer egymástól különböző idegsejtről készítettek mesterséges neokortikális oszlop létrehozását lehetővé tevő szoftvermodellt. Ugyan minden egyes idegsejt egyedi, de megállapították, hogy <span style="color: #ccffff">a különböző agyi áramkörök közös mintákkal rendelkeznek.</span> A modell életre keltéséhez az eddigi modelleket és néhány algoritmust <strong><span style="color: #ccffff">szuperszámítógép</span></strong>pé kell alakítani. Markram laptopok helyett azonban egy tízezer processzoros IBM Kék Gén gépet használ. A szimulációk megkezdődtek, rendeltetésük, hogy az agyműködéssel kapcsolatosan adjanak fogódzókat, aztán pedig jöhet az AGI.</p> </div> <p><span><span> </span></span></p>rich