Бір нейрондық жасуша біз ойлағаннан да ақылды

Сіздің миыңыз сіз ойлағаннан да қуатты — бұл метафора емес

Өмір бойы калькулятор дегеніміз жай ғана батырмалар деп ойлап келгеніңізді елестетіңіз. Ал кейін әр батырманың өзі дифференциалдық теңдеулерді шешетіні белгілі болды. Шамамен дәл осындай жағдай нейроғылымда болды. Жаңа зерттеу көрсеткендей, адам миындағы жалғыз ғана нейронның өзі бұрын ғалымдар тұтас нейрондық желілерге ғана тән деп санаған күрделіліктегі есептеулерді орындай алады.

Бұл жай ғана қызық дерек емес. Бұл интеллекттің не екені және адам миының неліктен соншалық ерекше екені туралы түсініктегі төңкеріс.

Ғалымдар нақты нені анықтады

Зерттеушілер ми қыртысының нейрондарын — ойлау, жады, қабылдау және шешім қабылдау үшін жауап беретін жасушаларды зерттеді. Ұзақ уақыт бойы жеке нейрон қарапайым қосқыш сияқты деп есептелді: сигнал алды, әрі қарай жіберді. Ал шынайы «ақылды» жұмыс миллиардтаған осындай қосқыш бірге жұмыс істегенде ғана болады деп саналды.

Бірақ бұл түбегейлі қате болып шықты. Ғалымдар дендриттердің — нейрон кіріс сигналдарын қабылдайтын тармақталған «қолдарының» — ақпаратты өз бетінше өңдей алатынын анықтады. Оның үстіне олар мұны сызықтық емес түрде орындайды: яғни сигналдарды жай ғана қоспай, олардың үстінен күрделі логикалық операциялар жасайды. Бұрын мұндайға тек жүздеген жасушадан тұратын көпқабатты нейрондық желілер ғана қабілетті деп есептелетін.

Шын мәнінде, бір нейронның өзі үлкен нейрондық желінің ішіндегі шағын нейрондық желі іспетті.

Бұл интеллектті түсіну үшін неге маңызды

Егер миыңыздағы шамамен 86 миллиард нейронның әрқайсысы осындай күрделі ақпарат өңдеуге қабілетті болса, бұл жалпы ми есептеу қуатының бағасын түбегейлі өзгертеді. Сонда ми классикалық нейроғылым болжағаннан әлдеқайда қуатты құрал болып шығады.

Бұл ғалымдарды бұрыннан тығырыққа тіреген бір жайтты түсіндіреді: неге адам миы жасанды интеллекттен алып есептеу ресурстары мен энергияны талап ететін міндеттерді орындай алады? Сіздің миыңыз шамамен 20 ватт энергия тұтынады — шамнан да аз. Соған қарамастан, ол суперкомпьютерлердің қолы жетпейтін міндеттерді шешеді.

Жауап, шамасы, дәл осында жатыр: есептеу күрделілігі тек нейрондар арасындағы байланыстар архитектурасында ғана емес, жасушалардың өз ішінде де жасырылған.

Бұл IQ мен когнитивтік қабілеттер туралы не айтады

Дәстүрлі түрде ғалымдар интеллектті нейрондар санына, олардың арасындағы байланыс тығыздығына немесе сигнал беру жылдамдығына байланыстырып келді. Жаңа деректер бұл теңдеуге мүлде жаңа айнымалы қосады: жеке жасуша ішіндегі есептеулердің сапасы.

Бұл қызықты сұрақтар туғызады. IQ деңгейі жоғары адамдарда жасушалық деңгейде тиімдірек есептейтін нейрондар болуы мүмкін бе? Дендриттік архитектурадағы жеке айырмашылықтар адамдар арасындағы когнитивтік қабілеттер айырмасының бір бөлігін түсіндіре ала ма? Әзірге бұлар — гипотезалар, бірақ өте негізді гипотезалар.

Сонымен қатар, бұл жаңалық қазіргі ЖИ негізделетін жеңілдетілген модельдерге сын тастайды. Жасанды нейрондық желілердің көбі нейронды дәл сол қарапайым қосқыш ретінде модельдейді. Егер шынайы нейрондар одан бірнеше есе күрделірек болса, онда біз әлі де адаммен салыстыруға болатын шынайы жасанды интеллекттен өте алыспыз.

Практикалық қорытындылар: мұнымен не істеу керек

Бұл жаңалық әзірге іргелі сипатта — клиникалық қолдануға дейін әлі алыс. Бірақ қазірдің өзінде одан бірнеше маңызды қорытынды жасауға болады:

Әрбір нейронды қорғаңыз. Егер әр жасуша есептеу тұрғысынан соншалық құнды болса, онда нейродегенеративті аурулар, токсиндер, созылмалы стресс және ұйқының жетіспеуі — бұл есептеу қуатының нақты жоғалуы. Абстрактілі емес, өте нақты жоғалту.
Мидың қоректенуі жасушалық деңгейде маңызды. Дендриттерге энергия мен құрылыс материалы қажет. Омега-3, жеткілікті ұйқы және дене белсенділігі жасушалардың дәл сол қуатты ететін құрылымын қолдайды.
Оқу нейрондарды ішінен өзгертеді. Жаңа деректер мынаны растайды: сіз күрделі нәрсені үйренгенде, тек олардың арасындағы желіні емес, өз нейрондарыңыздың есептеу архитектурасын да күрделендіресіз.
Миды бағаламауға болмайды. Өз миыңызды да, өзгенікін де. Биологиялық нейрон ғылым ондаған жыл бойы ойлағаннан әлдеқайда күрделі болып шықты.

Қорытынды: біз өзімізді енді ғана түсіне бастадық

Бұл жаңалық мидың ол туралы түсініктерімізден қаншалық асып түсетінін еске салады. Ондаған жыл бойы ғалымдар, белгілі болғандай, күрделіліктің орасан бір қабатын — жасушалардың арасында емес, олардың ішінде жасырылған қабатын — елемей кеткен модельдер құрып келді.

Интеллектке шындап қызығатындар үшін бұл әрі шабыттандыратын, әрі сабырға шақыратын жаңалық болуы тиіс. Біз ойлағаннан да ақылдымыз. Сонымен бірге — өзімізді бізге көрінгеннен әлдеқайда аз түсінеміз.