Новая модель человеческого мозга состоит из трех-четырех уровней и охватывает все когнитивные функции.
Исследователи считают, что с ее помощью можно найти причины психических болезней и наделить нейросети искусственным сознанием.
Международная группа биологов из Канады и Франции создала нейровычислительное описание механизмов, лежащих в основе познавательной и мыслительной деятельности мозга. Как пишут исследователи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, этой модели достаточно, чтобы восполнить важнейшие пробелы в понимании ИИ и биологических механизмов психических расстройств. А в перспективе она обеспечит переход от слаборазвитого искусственного интеллекта к полноценному машинному сознанию.
Модель состоит из трех уровней. Первый — сенсомоторный: он описывает, как внутренние процессы мозга выявляют паттерны в потоке чувственных данных и связывают их с определенными движениями. На втором, когнитивном уровне мозг комбинирует эти паттерны между собой, образуя единые и последовательные контексты. Третий, сознательный уровень модели объясняет, как мозг отделяет себя от внешнего мира и манипулирует прошлыми паттернами, существующими только в памяти.
Задачи, которые выполняются на этих уровнях, возрастают от простого к сложному. Для каждого из них мозг использует отдельный фундаментальный механизм. Сначала поступающие данные подвергаются локальной бессознательной обработке с помощью хеббовского обучения. Его суть можно выразить так: нейроны, которые из раза в раз активируются вместе, соединяются друг с другом отростками. На следующем, когнитивном уровне обработанные данные интегрируются уже в глобальном (для мозга) масштабе, но все еще без участия сознания. Это происходит посредством обучения с подкреплением в виде дофаминового вознаграждения, благодаря которому даже далекие нейроны могут соединяться друг с другом.
На последнем уровне в работу вступает сознание. Для его моделирования биологи использовали теорию нейронного глобального рабочего пространства. Оно состоит из нейронов с длинными аксонами (передающими отростками), которые формируют взаимосвязанные тракты. Избирательно возбуждая и тормозя отдельные зоны предыдущих двух уровней, эти нейроны обеспечивают работу памяти, активируя нужные нейронные ансамбли без участия внешних раздражителей, из-за чего вспоминаемые образы «проносятся перед глазами».
Также нейронные тракты организуют двусторонний обмен информацией между отдельными зонами. Благодаря этому человек может всесторонне осмыслять явления внешнего мира и произвольно связывать их между собой, даже если эта связь неочевидна. Все перечисленные процессы в совокупности создают интегральное переживание субъективного опыта. Оно состоит из «подвисающей» сенсорной картинки, которая подпитывается памятью и корректируется новой поступающей информацией.
Доцент кафедры вычислительной психиатрии и один из авторов работы Гийом Дюма говорит, что новой модели может быть достаточно для создания искусственного интеллекта следующего поколения. Или даже полноценного машинного разума, если верна теория нейронного глобального рабочего пространства. Для ускорения процесса можно добавить четвертый, социальный уровень, на котором отдельные интеллекты начнут взаимодействовать друг с другом. Первые попытки смоделировать этот уровень команда предпринимала десять лет назад. Именно социальное взаимодействие ученые считают «темной материей» ИИ, которая делает человеческий разум таким мощным и универсальным инструментом.