موافقید؟

علم چندان که بیشتر خوانی     چون عمل در تو نیست نادانی

روباتهایی با مغز زنده

گروهی از دانشمندان دانشگاه ردینگ (Reading) انگلیس در تلاشند تا با استفاده از سلولهای مغز انسان، یک روبات را کنترل کنند. روباتی که نحوه ی کنترل آن بسیار متفاوت خواهد بود.

کوین وارویک و بن والی؛ مدیران این پروژه، مدتی پیش توانستند روبات چرخدار ساده ای را با استفاده از نورن های مغز موش کنترل کنند در این روبات به جای استفاده از ریز تراشه ها، یک کنترلر را درون مایعی از مواد مغذی،آنتی بیوتیک و سیصد هزار نورن از مغز موش قرار دادند. این روبات توانست با موفقیت در محیط بسته ای حرکت کند.

اکترودهایی درون مایع، سیگنالهای الکتریکی منتشر شده توسط نورنها را همانند سیگنالهای نورونها قبل از جدا شدن از مغز موش گزارش کردند.

این محققان معتقدند در صورت موفقیت در دریافت اطلاعات فرستاده شده توسط حسگرهای این روبات ها و ارسال پاسخ نورن ها به آن، گام بزرگی در شناخت فعالیتهای مغز و  شناخت تفاوتهای یادگیری و حافظه بین مغز موش و انسان برداشته می شود و امیدهای تازه ای در درمان بیماری هایی چون آلزایمر، پارکینسون و صرع به و جود می آورد.

کوین وارویک می گوید: تلاش ما، برای کشف اسرار نهفته مغز است که می تواند تاثیر به سزایی در سلامتی انسان داشته باشد.

برای اطلاع بیشتر از نحوه عملکرد این روبات این فیلم را ببینید و به اینجا(فارسی) یا اینجا(انگلیسی) سری بزنید.

---

منبع:

 NewScientists : Robot to be controlled by human brain cells

newscietists : Rise of the rat-brained robots

تشکر

با تشکر از دوست گلم فرزانه ، که با انتخاب یه قالب خوشگل ،برین فیور رو از یکنواختی در آوردن.

رشد شهرها همانند تکامل مغز است.

مطالعاتی جدید در دانشگاه پلی تکنیک رنسلر(Rensselaer Polytechnic) که توسط مارک چنگیزی و گروه او انجام شد نشان می دهد شهرها همانند مغز سازماندهی شده اند و تکامل شهرها بازتابی است از تکامل در مغز انسان ها و حیوانات.

دقیقا همانند مغز پیشرفته پستانداران که نیازمند شبکه های عصبی قوی است تا تفکراتی پیچیده و غنی را پشتیبانی کند؛ شهرهای بزرگ نیز نیازمند بزرگراهای پیچیده و سیستمهای حمل و نقل پیشرفته ای هستند تا بتواند جمعیت زیادی را در خود جای دهند.

 مغز برای پیچیده تر شدن در گونه های مختلف، ساختار و سازماندهی اش را تغییر می دهد تا به سطح بالاتری از اتصالات بین خود برسد، برای مثال نمی توان با دو برابر کردن مغز یک سگ، مغزی معادل مغز انسان را به دست آورد و دلیل آن صرفا به خاطر بیشتر بودن نورن های مغز انسان نیست بلکه تعداد بیشتر سیناپس ها است که توانایی مغز انسان را بسیار بیشتر کرده است. و همین طور در مورد شهر ها، با چسباندن چند شهر کوچک نمی توان شهر بزرگی را ساخت بلکه باید بزرگراه ها، خیابان های بزرگ و ... را نیز اضافه کرد تا شهر بزرگی حاصل شود. چنگیزی می گوید:" درست همانند مغز، اتصالات، نقشی حیاتی در شهرها دارند."

چنگیزی در اثبات این موضوع روابطی ریاضی که هم در مغز و هم در شهرها دیده می شوند را به دست آورده است: تعداد اتصالات هم در مغز و هم در شهرها به صورت S^3/4 افزایش پیدا می کند که S نشان دهنده مساحت است. به طور مشابهی با رشد مغز و شهرها، تعداد خروجی بزرگراه ها و سیناپس ها که هر دو نشان دهنده ارتباط است به صورت توان 8/9 افزایش پیدا می کند، تعداد خروجی ها به ازای هر بزرگراه و سیناپسها به هر نورون نیز تقریبا توان 8/3  است.

برای اطلاعات بیشتر به اینجا و اینجا سر بزنید.

 

در مورد بلوبرین

در سال 2005 هنری مارکرام دانشمند نوروساینس برای ادامه تحقیقاتش در مورد مغز قراردادی را با IBM امضا کرد که سرانجام این پروژ ه مغز مصنوعی انسان خواهد بود. این پروژه بر پایه مهندسی معکوس مغز پستانداران بر اساس داده های آزمایشگاهی است. مارکرام و گروه او در 15 سال اخیر ده هزار نورون یک ستون نئوکورتیکال مغز موشی دو هفته ای را مورد بررسی قرارد داده اند و ویژگی های تک تک این نورونها که هر کدام ویژگی های منحصر به فردی دارد را استخراج کرده اند.

مارکرام می گوید: این کار مانند نوشتن نام، دسته بندی و یافتن موقعیت درختهای جنگلهای انبوه آمازون است. علاوه بر آن باید قوانین ارتباط و اتصالات بین آن را نیز به دست آوریم.

در شبیه سازی هر نورون، موارد مختلفی از جمله نوع کانالهای یونی و موقعیت آنها در نورون، چگونگی اتصال نورنها، الگوهای مشترک اتصال ها مورد توجه قرار گرفت تا مدل، معادل همتای واقعی اش کار کند.

حدود دو سال پیش فاز اول این پروژه یعنی شبیه سازی کامل این ستون نئوکورتیکال، به پایان رسید و مدل شبیه سازی کاملا منطبق با ستون نئوکورتیکال واقعی عمل کرد.

در شبیه سازی از ابر رایانه IBM/BLUEGENE/l استفاده شد که تقریبا هر پردازشگر، برنامه مربوط به یک نورون را اجرا می کرد. مشکل شبیه سازی ستون نئوکورتیکال، ذخیره و پردازش اطلاعاتی است که بعد از اجرا به دست می آمد که خود نیازمند ابررایانه ای دیگر بود.مارکرام می گوید:"ما نمی خواهیم یک ثانیه پردازش کنیم و هفته ها یا چندین ماه را به پردازش پردازشها بپردازیم." برای رفع این مشکل از بصری کردن(visualization) اطلاعات استفاده شد. این ایده اجازه دنبال کردن فعالیت نورنها یا یک نورون دلخواه را فراهم کرد. در سایت بلوبرین نتیجه این شبیه سازی قرار داده شده است.

چندی پیش مارکرام در کنفرانس TED نوید ساخت کامل مغز انسان را در 10 سال دیگر داد. او اعلام کرد: توانایی این را داریم در 10 سال دیگر مغز مصنوعی را برای سخنرانی به این کنفرانس بفرستیم. البته مارکرام قبل از این در مورد هوشمند شدن این مغز اعلام تردید کرده و گفته بود ما نمی توانیم قطعا نظر دهیم چون عملا نمی دانیم هوش چیست.

بسیاری این پروژه را بلند پروازانه خوانده اند و اطلاعات و قدرت کامپیوتری را کافی نمی دانند اما مارکرام می گوید: "سالانه هزاران مقاله نوروساینس منتشر می شود اگر کسی خوش شانس باشد می تواند حدود 100 تا 200 مقاله را در سال مطالعه کند. پس کسی نمی تواند ادعا کند که به اندازه کافی نمی دانیم. اطلاعاتی که ما هم اکنون در مورد مغز داریم قطعا برای شروع کافی است."."اگر چیزی را نمی دانید اجازه ندهید که شما را متوقف کند. راههایی برای شروع پیدا کنید." او معتقد است وارد کردن این حجم از اطلاعات در یک مدل، به دانشمندان کمک می کند که بتوانند از تمامی این اطلاعات به صورت یک جا استفاده کنند. هر چند که قدرت کامپیوتری کنونی کافی نیست و بسیاری از منتقدان قدرت کامپیوتری را برای شبیه سازی فرایندهای زیستی کافی نمی دانند، اما مارکرام بر روی قانون مور حساب کرده است: تقرییا هر 2 سال، قدرت کامپیوتری 2 برابر می شود.

امید است با تکمیل این پروژه به بسیاری از سوالاتی که سالهاست در ذهن متخصصان علوم شناختی بی جواب مانده، پاسخ داده شود. مارکرام می گوید: "دندریتها پردازش کننده هایی در مغز هستند، به وسیله شبیه سازی می توان الگوهای مشخصی را در اسپایک آنها یافت که این الگوها نمایان کننده نوع ادراکات، احساسات و شناخت ما هستند."

برای مثال فرایندهایی که در طول یادگیری، دیدن، تصمیم گیری و ... اتفاق می افتد از دریچه کامپیوتر قابل دیدن خواهند شد یا می توان با مقایسه مغز سالمی که شبیه سازی شده با مغز دیگر افراد به تفاوتهای این دو و نوع بیماریها، و رفتارهای نا هنجار پی برد و با ساخت داروهای جدید و آزمایش آنها بر روی مغز شبیه سازی شده با کارایی و سرعت بسیار بیشتری داروهای جدید ساخت. هم اکنون برای ساخت و آزمایش داروهای مختلف از مغز حیوانات استفاده می شود که زمانی طولانی را از محققان می گیرد و غیر دقیق و دشوار است.

بلوبرین می تواند آغاز کننده نسل جدیدی از روباتها شود، روباتهایی که می توان برای دانستن آنچه که می بینند به مغزشان نگاه کرد نه به دوربینهایی که در چشمشان کار گذاشته شده. اگر چه هم اکنون فضای بزرگ و هزینه ی زیاد، در به کار گیری ابر رایانه ها در روباتها موانعی را ایجاد کرده اما طبق قانون مور بعد از چندین سال انسان خواهد توانست این ابر رایانه ها را در روباتها استفاده کند.

و اگر بلوبرین هوشمند شود، یکی از بزرگترین و هیجان انگیز ترین اتفاقات تاریخ علم به وقوع خواهد پیوست. و انسانها را در شناخت هوش و آگاهی و مرزی که بین آگاه بودن و نبودن است یاری خواهد کرد.

به امید موفقیت بلوبرین

---

منابع:

1- Blue brain FAQ
2- مصاحبه هنری مارکرام با Talking robots

3- گاردین

4- تد

۵- سخنرانی مارکرام در مورد موانع و جزئیات شبیه سازی

فرق انسان و حیوان

مدتی پیش سه فضایی به زمین آمدند(1) تا در مورد وضعیت هوشمندی زمینی ها گزارشی تهیه کنند. یکی کمی مهندسی بلد بود بعدی شیمی می دانست و دیگری در بررسی محاسبات (مثل تورینگ خودمان) خبره بود.

در زیر ترجمه ی صحبتهای آنها را پس از هفته ها کار می بینید:

مهندس گفت: همه ی زمینی ها جامد هستند، حرکت کندی دارند. بعضی از آنها در آب بعضی در خشکی و بعضی در هوا حرکت می کنند. شیمی دان هم که شباهتهای آنها را بیشتر از تفاوتهای آنها می دید، اضافه کرد: همه تقریبا مثل هم هستند و از ترکیبهای مختلف چهار عنصر تشکیل شده اند.

 متخصص محاسبات که در این مدت سرش بیشتر از همه شلوغ بود ادامه داد: همه این موجودات توانایی های محاسباتی محدودی دارند به جز موجودی دو پا و بدون مو که اطلاعات را به صورت ابتدایی و ناکارایی رد و بدل می کند و با گونه های دیگر تقاوتهای بسیاری دارد، من مجبور شده ام ساعتها روی رفتار او وقت بگذارم.

 مهندس با حیرت پرسید: همه ی آنها از لحاظ شیمی و شکل شبیه هم هستند چطور ممکن است که توانایی های محاسباتی یکی از آنها این قدر متفاوت باشد.

متخصص محاسبات در حالی که گیچ شده بود گفت: من هم نمی دانم. فقط  می دانم که آنها سیستمی برای تولید عبارتهای جدید دارند که این سیستم بسیار نیرومندتر از سیستمهای مشابه در دیگر موجودات است. من پیشنهاد می کنم که این موجود دوپای بدون مو را در گروه متفاوتی از دیگر موجودات قرار دهیم و بیشتر در مورد او تحقیق کنیم.

آنها که قصد داشتند مقاله ای در جینک جونک (مانند ISI خودمان) چاپ کنند، دیدند اطلاعاتشان کافی نیست و مجبور شدند یک زمینی را برای کامل کردن تحقیقاتشان استخدام کنند.

تحقیقاتی که توسط مارک مارک هوسر (Mark hauser) (زمینی استخدام شده توسط فضایی ها) انجام شد به تفاوتهای بین انسان و دیگر موجودات پرداخت. در زیر خلاصه ای از توضیح مارک را به فضایی ها می بینید:

ای دوستان فضایی من! جالب است بدانید که تفاوت های ژنتیکی انسانها(همان موجود دو پا و بی مو) و شامپانزه ها(موجودی دو پا و با مو) بسیار اندک است اما این تفاوت کوچک قدرت محاسباتی انسانها را به شدت افزایش داده و مغزی با چهار خصوصیت متمایز به انسانها داده است:

1-  تولید محاسبات مولد Generative computation

    توانایی که به انسان این اجازه را می دهد که در ذهنش بی نهایت عبارت جدید تولید کند عباراتی که از کلمات، دنباله ای از نت ها، سیمبلهای ریاضی و ... تشکیل شده اند. انسان برای تولید محاسبات مولد از دو روش زیر استفاده می کند:

 الف- بازگشتی: تکرار یک قاعده به دفعات و تولید عبارات جدید.

 ب- ترکیبی: اضافه کردن عبارتهای کوتاه به یکدیگر و تولید عبارتهای غنی تر و کامل تر مثل جمله ای ساده و شاعرانه ی یکی از شاعران ما به نام Gertrude Stein که می گوید" یک رز هست یک رز هست یک رز"(2)  یا واکمن Walkman که از دو کلمه walk و man تشکیل شده و ی شی جدیدی را معرفی می کند.

2- توانایی ترکیب فکرهای مختلف بدون داشتن قاعده ای خاص

خلاقیت و توانایی حل مشکلات در انسانها بی نظیر است. آنها می توانند تفکراتی که از حوزه های مختلف هستند را به هم متصل کنند، مثلا با ترکیب هنر،دوستی ،علیت و ...  قوانین جدید، روابط اجتماعی و فناوری های مختلف را به وجود می آورند.

مثلا هل دادن(مربوط به فعالیتهای حرکتی) عمدی (در حوزه روانشناسی) یک نفر در زیر قطار(در گروه اشیا) برای نجات جان (قوانین اجتماعی) پنچ نفر(در حوزه اعداد) دیگر ممنوع است.(قوانین اجتماعی).

3-استفاده از نمادهای ذهنی(3)

 ما می توانیم تجربه ها یمان را چه واقعی و چه تخیلی  تبدیل به نماد کنیم و آن را پیش خودمان نگه داریم یا  از طریق زبان، موسیقی و ... به دیگران انتقال دهیم.

 

4-تفکرات انتزاعی

بر خلاف دیگر موجودات زمینی انسان می تواند در مورد موجودات افسانه ای چون تک شاخ و سیمرغ، اسم و فعل ، بی نهایت و خدا... فکر کند. در حالیکه تقکرات بقیه حیوانات زمینی، تنها به تجربه ها و دریافتهای حسی محدود می شود. 

متخصص محاسبات که محو صحبتهای مارک شده بود و هوش انسانی را در دلش تحسین می کرد رو به سوی دوستانش کرد و گفت: عجب! چرا ما زودتر تحقیقاتمان را شروع نکردیم و از مارک پرسید این موجودات هوشمند کی دو پایشان را بر زمین گذاشتند؟

مارک جواب داد: انسانها، انسان شناسانی دارند که در مورد زمان به وجود آمدن انسان مدرن تحقیق می کنند و بعد از سالها تحقیق به نتیجه ی قطعی نرسیده اند و اختلاف نظر دارند اما شروع تکامل و جهش ژنتیکی را حدودا از هشتصد هزار سال پیش در دوران پالئولیتک Paleolithic می دانند. در این دوره برای اولین بار ابزارهایی چند تکه ای ساخته شدند این عکس را ببینید؛ یک وسیله موسیقی مربوط به آن دوره هست. انسانهایی در آن زمان وجود داشتند که در غارها نقاشی هایی می کشیدند که جزئیات حوادث پیش آمده را شرح می داد و گاه پیش بینی آنها از آینده را نشان می داد. در آن زمان انسان توانست آتش را کنترل کند که باعث شد انسانها  با گرم کردن خود و پختن غذا در محیطهای جدید، زنده بمانند و من اکنون در مقابل شما بایستم.

هر سه فضایی که از تحقیقات مارک بسیار راضی بودند از او تشکر کردند. آنها می دانستند چندین مقاله جینک جونک از صحبتهای او بیرون خواهد آمد...

---

1-      توجه شود که از فضا نه از سوئد(برای اطلاعات بیشتر به رامبد جوان مراجعه فرمایید)

2-      به نظر این حقیر، شعر کمی زیادی شاعرانه هست. ببخشید دیگر

3-      جالب است که صادق هدایت مدتها پیش در داستان "شرح حال یک الاغ" به زیبایی فرق بین انسان و حیوان را در توانایی صحبت کردن دانسته.

 

---

 منابع:

۱-scientificamerican

۲-Deric Mind blog

 

BlueBrain is going to change the world

There are 100 billion neurons in human brain
As much as the stars in the world
Each neuron's role is like a star in our life
But only a few of them are known
Look! They don’t play role for fame
Like us they are not full of conceit
Brain Mind is working…
Blue Brain is trying…
To help us to know a little more about them
But still they are big secrets
Look at them
They are many
But nobody is alone
They make a small world
Full of handshakes
Full of endeavors
To reach a goal
To help us to see
To help us to learn
To help us to think
See, learn and think
Isn’t it our duty to know more about them?

by Zahra Sajedi

with special thanks to Moein Esghaee for editing  the text without any expectation

 

در فیس بوک به Blue Brain بپیوندید.

ذهن توسعه یافته (extended mind)

مجله فیلسوفر ؛ چندین ماه قبل، در مصاحبه ای جالب، با چالمرز در مورد نظریه ذهن توسعه یافته به گفتگو نشست. این نظریه می گوید ذهن تنها در درون ما وجود ندارد بلکه فناوری های مورد استفاده مان را نیز شامل می شود. لازم نیست این فناوری های پیچیده باشند گاهی یک دفترچه یادداشت نیز در این گروه قرار می گیرد:

مثلا یک بیمار آلزایمری دفترچه یادداشتی دارد که قرار ملاقات ها و آدرسها و ... را در آن یادداشت می کند اگر از او در مورد آدرس موزه بپرسند به دفترچه اش مراجعه می کند و می گوید خیابان 53. می توان استدلال کرد که دفترچه قسمتی از حافظه بیمار آلزایمری است. شاید گفته شود که انسان سالم قبل از اینکه آدرس موزه را به خاطر بیاورد باور دارد که موزه در خیابان 53 است. دلیل آن حاضر بودن این اطلاعات در حافظه ش است. حال در مورد بیمار آلزایمری نیز این درست است: اطلاعات مورد نیاز در حافظه اش؛ دفترچه یادداشت، هر وقت که بخواهد حاضر است. پس اطلاعات قبل از اینکه او آنها را از دفترچه بخواند حاضر است و او باور دارد که موزه در خیابان 53 است.

جالب است به این نکته توجه کنیم که زبان نیز یک فناوری است در صورتی که ما تمایل داریم آن را تا حد زیادی چیزی داخلی به حساب آوریم.

 چالمرز همچنین به بحث در مورد محدودیتهای این نظریه  و آنچه که به طور ضمنی این ایده در مورد تفکرات ما در مورد ذهن و وابستگی آن به مغز و جهان مادی دارد پرداخته است.

مقاله اصلی چالمرز و کلارک در مورد مغز توسعه یافته

 ترجمه ای آزاد از mind haccks