مدل کامپیوتری از یک تک ستون نئوکورتیکال ]1] مغز یک موش
(مقدمه ای برای شبیه سازی مغزانسان)
یک قدم به جلو برای ساخت مغز مصنوعی انسان
مدل کامپیوتری از یک تک ستون نئوکورتیکال مغز موش(عکس :IBM)
گروهی از دانشمندان نوروساینس درموسسه تحقیقاتی کشور سوئیس در حال ایجاد مغز یک پستاندار درسیلیکون(کامپیوتر) هستند.
محققان دانشگاه پلی تکنیک لوزان]EPFL2[ با همکاری IBM مرحله اول یک پروژه بلند پروازانه یعنی کپی کامل مغز انسان روی ابرکامپیوتر را اندکی پیش کامل کرده اند.
در یک اتفاق عجیب مرکز تحقیقاتی این پروژه در ساحل دریاچه ژنو واقع شده است همان جایی که ماری شلی شخصیت داستانش دکتر فرانکشتاین را در آنجا تصور کرده، فرانکشتاین هیولایی انسان مانند می سازد که دارای نیرویی مخرب می شود و در نهایت خالقش را می کشد.
در ژوئن 2005 هنری مارکرام مدیر پروژه blue brain از برنامه اش، ساخت مغز انسان با استفاده از قوی ترین ابر کامپیوتر جهان خبر داد. مارکرام یادآوری می کند: "نقد ها غیر قابل باور بود همه فکر می کردند ما دیوانه شده ایم حتی بیشتر دانشمندان برجسته نوروساینس و نظریه پردازها می گفتند پروژه شکست خواهد خورد."
بعضی از همکاران مارکرام اعتقاد داشتند اطلاعات کافی برای شبیه سازی کامل مغز انسان به سادگی در دسترس نخواهد بود. مارکرام می گوید:"هیچ دانشمند نوروساینسی وجود ندارد که این قدرت را داشته باشد که بگوید ما به اندازه کافی نمی دانیم"."ما فقط قسمت کوچکی را می دانیم، هیچ کس حتی نمی داند که چه قدر می دانیم."
مارکرام به بازتاب های منفی بعد از اعلان پروژه توجهی نکرد و بعد از دو سال ستون نئوکورتیکال موشی دو هفته ای را شبیه سازی کرد.این مدل دقیقا مانند همتای واقعی اش کار می کرد.دیدن پالس های این شبیه ساز روی صفحه های سه بعدی بزرگی که محققان ساخته اند بسیار جالب است.
ستونهای نئوکورتیکال آخرین بخش از تکامل مغز ما بوده است و وظیفه ی استدلال و خودآگاهی را دارد. این تکامل تنها از یک جهش کوچک ناشی شده است. مغز انسان هزاران برابر مغز موش ستون های نئوکورتیکال دارد،اما تفاوت های زیستی بین مغز موش و مغزانسان اندک است. اگر یک ستون نئوکورتیکال بسازیم تقریبا می توانیم نئوکورتکس را به طور کامل بسازیم البته اگر توان کامپیوترها این اجازه را به ما بدهد.
اگر چه یک ستون نئوکورتیکال فقط 2 میلی متر طول و نیم میلیمتر قطردارد اما شامل 10،000 نورون و 30 میلیون سیناپس است. وسیله ای که مرحله اول این شبیه سازی بزرگ را انجام می دهد ابر کامپیوترBlueGene/L IBM است که توانایی پردازش 18.7 تریلیون محاسبه را در ثانیه دارد این ابر کامپیوترمتشکل از 8،000 پردازشگر است و یکی از پر قدرت ترین ابرکامپیوترهای حال حاظر جهان به شمار می رود.
مارکرام معتقد است با تکنولوژی حاظر امکان ساخت مغز موش وجود دارد، که مرحله بعدی پروژه Blue brain می باشد و قرار است از سال دیگر آغاز شود، بعد از آن شبیه سازی گربه سپس میمون و در نهایت مغز انسان انجام خواهد شد.
مارکرام برثبات قانون مور]4] حساب کرده است،زیرا هم اکنون یک کامپیوتر که توانایی شبیه سازی مغز انسان را داشته باشد به اندازه چندین زمین فوتبال است وسالانه 3 میلیارد دلار برق مصرف خواهد کرد. اما در حال حاظر مارکرام به دنبال فرصتی برای شبیه سازی کامل مغز انسان است، در حالی که محاسبات پیش خواهند رفت.
مدل سازی در آینده
به نظر می رسد مدل سازی قدم بزرگی به جلو برای دانشمندان نوروساینس است. هر سال حدود 35000 مقاله ی نوروساینس منتشرمی شود-و شمار مقالات منتشر شده هر سال حدود 20 تا 30 درصد افزایش می یابد. بیشتر دانشمندان نوروساینس اگر خوش شانس باشند فقط می توانند حدود 100مقاله را در یک سال بررسی کنند. وارد کردن همه این اطلاعات در پروژه Blue brain راهی مشخص برای استفاده و نگه داری این اطلاعات است.
مارکرام 44 ساله از آفریقای جنوبی درابتدا علاقه مند به ثبت الکتروفیزیولوژی نورونها در موسسه ماکس پلانک آلمان بود. او دو نورون را بررسی کرد و آنها را مرتبط با هم یافت. او می گوید: "با خودم فکرکردم که ،خدای من،غیر قابل باور است تو همچنین می توانی ارتباط نورون ها را کنترل کنی. "سپس تصمیم گرفتم بفهمم که آنها چگونه ارتباط برقرار می کنند به همین منظور شروع به کشیدن نقشه همه مدارها کردم 15 سال طول کشید." مارکرام همه اطلاعاتی را که از یک دهه و نیم قبل جمع آوری کرده بود این گونه شرح می دهد: "این اطلاعات خیلی خسته کننده تر از آن هستند که منتشر شوند."
مدل آن جا می ماند تا داده ها یکی شوند و آزمایش شود که آیا کار می کند. یک دانشمند نوروبیولوژی که می خواهد یک فرضیه مشخص را در مورد چگونگی یک عملکرد خاص مغز مانند ظرفیت حافظه وبازیابی بررسی کند می تواند از پروژه Blue brain استفاده کند. این مدل در اختیار تمامی محققان خواهد بود.
تحقیقات بر پایه شبیه سازی زمانی ممکن است که قدرت کامپیوتری کافی داشته باشیم.
امروزه هرهواپیمای تجاری ابتدا درشبیه سازی متولد شده است. حتی دوربین ها قبل از اینکه ساخته شوند شبیه سازی می شوند. در فیزیک ما سلاح هسته ای را فقط در شبیه سازی ها امتحان می کنیم.
مارکرام می گوید: "ما از شبیه سازی در علوم زنده استفاده نمی کنیم چون زیست شناسی قوی ترین کامپیوترها را طلب می کند"."ما آزمایشاتمان را بر روی حیوانات انجام می دهیم، اما این آزمایشات در آینده نزدیک تغییر خواهد کرد، این پروژه تمام این تغییرات را هدایت خواهد کرد."
ماکرام شدیدا روی این موضوع تاکید دارد که این پروژه ساخت یک سیستم هوش مصنوعی (AI)نیست."ما به دنبال ساخت مغز یک روبات نیستیم شما می توانید یک مهندس را استخدام کنید تا این کار را انجام دهد مهندسان در این کار خیلی بهترند و حتما سریعتر انجامش خواهند داد ،ولی احتمالا نتیجه کارBlue brain خیلی بهتر خواهد شد. اگر ما این کار را به درستی انجام بدهیم این مغز می تواند صحبت کند ]5]"
رمز گشایی سوء عمل
مارکرام منتظر پیدایش نشانه های هوش در مغز سیلیکونی نیست و به دنبال کارهای خسته کننده تری است البته این کارها خیلی بیشتراز یک ماشین سخنگو]5] مفید خواهند بود.
با فهمیدن چگونگی عملکرد مغزمان سوءعملکرد نیز مشخص خواهد شد.اختلالاتی مانند افسردگی،جنون جوانی(اسفروزانیا) و زوال عقل بهایی است که ما به خاطر مغز پیچیده مان می پردازیم. مارکرام می گوید: "ما نمی دانیم چه اشکالی در این مدارها به وجود می آید.". "ما هنوز از داروهایی که به صورت تجربی آزمایش می شوند استفاده می کنیم اگر داروی ترکیبی کار کرد :خوب است،اگر نه یکی دیگر را بررسی می کنیم."
Blue brainمی تواند به این تحقیقات سرعت بسیار زیادی بدهد. استفاده از این پروژه خیلی بهتر و موثرتر از آزمایشگاهای خیس]6] است. و تحقیقات بر روی حیوانات را کاهش خواهد داد.
استیون رز استاد بازنشسته زیست شناسی دانشگاه آزاد نسبت به ساخت مدل زیستی دقیق مغز انسان با استفاده از این سطح دانش و تکنولوژی بسیار مشکوک است او می گوید: "پیوستگی بین قسمتهای مختلف مغز بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان آن را در یک کامپیوتر شبیه سازی کرد". "من علیه کسانی که مدل سازی می کنند نیستم" اما این طرز تفکر که مدل سازی را درهر کاری می توان استفاده کرد و تحقیقات روی حیوانات را نفی می کند بسیار فریبنده و آرزویی محال است ."
رز در مورد مشکلاتی که هنوز باقی مانده هشدار می دهد. سپس او با کم میلی پذیرفت که پروژه Blue brain مفید است. او اضافه می کند"مفید اما متواضع"
به وضوح مارکرام هنوز با شک هایی که بعضی افراد در مورد پیروزی او در این پروژه وارد می کنند رو به روست.
1:نئوکورتکس ازماده خاکستری(بدنه سلول های عصبی بدون الیاف پوشاننده آن ) ساخته شده است.
2:Ecole polytechnique Federale of Lausanne.
3:قانون مور:ترانزیستورهای نسبتا ارزانی که می توان در مدارهای مجتمع به کار برد به صورت نمایی زیاد می شود تقریبا می توان گفت هر 2سال 2 برابر خواهد شد.
4: ساختمان اولیه قشر تازه مخ ، قسمتی با عملکرد بالا در مغز انسان.
5:آزمونی وجود دارد که می توان هوشمندی یک ماشین را سنجید:.اگر انسان و ماشین با هم مکالمه کنند وانسان نفهمد که طرف مقابلش انسان است یا ماشین.
6: آزمایشگاهی که تنها از وسایل اکترونیکی برای تحقیقات استفاده نمی کند.
برگرفته از http://www.guardian.co.uk/technology/2007/dec/20/research.it
ترجمه زهرا ساجدی نیا
|
+| نوشته شده توسط
galaxygirl در یکشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1387
|
