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¿Es teóricamente posible emular un cerebro humano en una computadora? (10)
¿Cuál es tu objetivo? ¿Desea un programa que pueda tomar decisiones inteligentes o un programa que proporcione un modelo realista de cómo funciona realmente el cerebro humano? La inteligencia artificial se puede abordar desde la perspectiva de la psicología, donde el objetivo es simular el cerebro y comprender mejor cómo piensan los humanos, o desde la perspectiva de las matemáticas, la teoría de la optimización, la teoría de la decisión, la teoría de la información y la informática. en ese caso, el objetivo es crear un programa que sea capaz de tomar decisiones inteligentes de una manera computacionalmente eficiente. Este último, diría que está bastante resuelto, aunque definitivamente se siguen haciendo avances. Cuando se trata de una simulación realista del cerebro, creo que recientemente hemos sido capaces de simular un cerebro de gato de forma semi-realista; cuando se trata de humanos, no sería muy factible computacionalmente en este momento.
Nuestro cerebro consiste en miles de millones de neuronas que básicamente funcionan con todos los datos entrantes de nuestros sentidos, manejan nuestra conciencia, emociones y creatividad, así como nuestro sistema hormonal, etc.
Entonces, soy completamente nuevo en este tema, pero ¿no tiene cada neurona una función fija? Por ejemplo: si entra una señal de fuerza x, si la última señal fue hace xms, rediríjala.
Por lo que he aprendido en biología sobre nuestro sistema nervioso, que incluye nuestro cerebro, ya que ambos consisten en neuronas simples, me parece que nuestro cerebro es una computadora grande y complicada .
¿Tal vez tan complicado que cosas como la inteligencia y la cognición se vuelven posibles?
Como las cosas más complicadas sobre una neurona son básicamente los aspectos químicos al generar una señal eléctrica, mantenerse vivo y, finalmente, segmentarse a sí mismo, debería ser bastante fácil emular a algunos en una computadora, o? No tendrá que preocuparse por mantener viva su neurona virtual, o?
- Si puedes emular una sola neurona en una computadora, que no debería ser demasiado difícil, ¿podrías teóricamente emular a más de 1000 mil millones de ellas, recreando inteligencia, cognición e incluso creatividad?
En mi pregunta, dejo fuera los siguientes aspectos:
- Velocidad de nuestras (super) computadoras actuales
- En realidad escribiendo un programa para emular neuronas
No sé mucho sobre este tema, por favor dígame si tengo algo mal :)
(Mi objetivo secreto: hacer una copia de mi cerebro y almacenarla en un disco duro de 10 millones de TB y hacer que alguien lo inicie en el futuro)
El problema clave con la simulación de redes neuronales (y el cerebro humano es una red neuronal) es que funcionan continuamente, mientras que las computadoras digitales funcionan en ciclos. Por lo tanto, en una red neuronal, diferentes neuronas funcionan independientemente en paralelo, mientras que en una computadora solo se simulan estados discretos del sistema.
Es por eso que simular adecuadamente las redes neuronales reales es muy problemático en este momento y estamos muy lejos de eso.
Los investigadores son mucho más inteligentes que la mayoría, así que consulte Blue Brain de IBM y otros .
El Blue Brain Project es el primer intento integral de ingeniería inversa del cerebro de los mamíferos, con el fin de comprender la función y la disfunción del cerebro a través de simulaciones detalladas.
Teóricamente, el cerebro se puede modelar utilizando una computadora (ya que el software y el hardware / hardware son compatibles o mutuamente expresables). La pregunta no es teórica en lo que respecta a la informática, sino filosófica :
¿Podemos modelar la forma (caótica) en que se desarrolla el cerebro? Es un poder del cerebro, es el hardware o el entorno lo que da forma al desarrollo y a las propiedades emergentes de ese hardware a medida que aprende
Aún más mental:
Si yo, con una precisión del 100%, modelé mi propio cerebro, entonces comencé la simulación. Y ese cerebro tenía mis recuerdos (ya que tiene la forma física de mi cerebro) ... ¿soy yo? Si no, ¿qué tengo que no tenga?
Creo que si alguna vez estamos en condiciones de emular el cerebro, deberíamos haber estado trabajando en un sistema lógico basado en principios biológicos con mejores aplicaciones que el cerebro mismo.
Todos tenemos un cerebro, y todos tenemos acceso a su increíble poder ya;)
No creo que estén lo suficientemente cerca de entender el cerebro humano como para siquiera comenzar a pensar en replicarlo.
Los científicos te harán pensar que estamos cerca, pero en lo que respecta al cerebro, no estamos mucho más avanzados que el Dr. Frankenstein.
Roger Penrose presenta el argumento de que la conciencia humana no es algorítmica y, por lo tanto, no es capaz de ser modelada por una computadora digital convencional de tipo Turing. Si es así, puedes olvidarte de construir un cerebro con una computadora ...
Sí, el Blue Brain Project se está acercando, y creo que la Ley de Moore tiene una computadora de $ 1000 llegando allí en 2049.
El problema principal es que nuestros cerebros se basan principalmente en controlar un cuerpo humano, lo que significa que nuestra comprensión y producción del lenguaje, la base de nuestro razonamiento de alto nivel y el reconocimiento de objetos semánticos, está fuertemente relacionado con sus posibles y practicadas salidas a la laringe , lengua y músculos faciales. Además, nuestros sistemas de recompensa están vinculados a señales que indican el sustento y la aprobación social, que no son los objetivos que generalmente queremos que tenga una inteligencia artificial basada en el cerebro.
Una simulación exacta del cerebro humano será útil para estudiar los efectos de las drogas y otras sustancias químicas, pero creo que los próximos pasos serán aislar vías que nos permitan hacer cosas que son difíciles para las computadoras (por ejemplo, sistema visual, giro fusiforme, reconocimiento facial) y desarrollar estructuras conocidas nuevas o modificatorias para representar conceptos.
Se puede construir un circuito tipo neurona con un puñado de transistores. Digamos que toma una docena de transistores en promedio. (Ver http://diwww.epfl.ch/lami/team/vschaik/eap/neurons.html para ver un ejemplo).
Un circuito del tamaño de un cerebro requeriría 100 mil millones de neuronas semejantes (más o menos).
Eso es 1,2 billones de transistores.
Un Itanium de cuatro núcleos tiene 2 mil millones de transistores.
Necesitarías un rack de servidores con 600 procesadores de cuatro núcleos para que tuvieran el tamaño de un cerebro. Piense en $ 15 millones para comprar los servidores. Necesitará administración de energía y refrigeración más bienes raíces para respaldar este desastre.
Un problema importante en la simulación del cerebro es la escala. El cerebro real solo disipa unos pocos vatios. El consumo de energía es de 3 comidas cuadradas por día. Una pinta de gin. El mantenimiento es de 8 horas de tiempo de inactividad. Los bienes inmuebles son un velero de 42 pies (22 toneladas netas de volumen cuando se miden los barcos) y un lugar para soltar el anzuelo.
Una jaula de servidor con 600 procesadores de cuatro núcleos usa mucha más energía, refrigeración y mantenimiento. Se necesitarían dos personas a tiempo completo para mantener en funcionamiento esta granja de servidores "del tamaño de un cerebro".
Parece más simple enseñarles a las dos personas lo que sabes y omitir la inversión en hardware.
Simular una neurona es posible y, por lo tanto, teóricamente es posible simular un cerebro.
Sin embargo, las dos cosas que siempre me llaman la atención son las entradas y salidas.
Tenemos un gran número de terminaciones nerviosas que proporcionan aportes al cerebro. Sin ellos, el cerebro es inútil. ¿Cómo podemos simular algo tan complicado como el cerebro humano sin simular también todo el cuerpo humano?
Salida, una vez que el cerebro ha "tratado" con todas las entradas que recibe, ¿cuál es entonces el resultado de esto? ¿Cómo podría decir que la "copia" de su cerebro fue en realidad usted sin volver a conectarlo a un cuerpo humano real que podría hablar y decirle?
En general, ¡un tema fascinante!
Una palabra de precaución. Los proyectos actuales de simulación cerebral funcionan en un modelo de cerebro humano. Tu idea sobre almacenar tu mente en un disco duro es una locura: si quieres una réplica de tu mente necesitarás dos cosas. Primero, otro cerebro "en blanco". Segundo, diseña un método para transferir perfectamente toda la información contenida en tu cerebro: hasta los estados cuánticos de cada átomo en ella .
Buena suerte con eso :)
EDITAR: El perro comió parte de mi texto.
Corto: sí, seguramente seremos capaces de reproducir cerebros artificiales, pero tal vez no lo sea con nuestros modelos de computadoras actuales (máquinas de Turing), porque simplemente no sabemos lo suficiente sobre el cerebro para saber si necesitamos computadoras nuevas. (super-Turing o cerebros de ingeniería biológica) o si las computadoras actuales (con más potencia / espacio de almacenamiento) son suficientes para simular todo un cerebro.
Largo:
Descargo de responsabilidad: Estoy trabajando en investigación de neurociencia computacional y estoy interesado tanto por el lado neurobiológico como por el lado computacional (inteligencia artificial).
La mayoría de las respuestas asumen como verdadero postulado de OP que la simulación de neuronas es suficiente para salvar todo el estado cerebral y así simular todo un cerebro.
Eso no es cierto.
El cerebro es más que solo neuronas.
En primer lugar, está la conectividad, las sinapsis, que es de suma importancia, incluso tal vez más que las neuronas.
En segundo lugar, existen células gliales como astrocitos y oligodendrocitos que también poseen su propio sistema de conectividad y comunicación.
En tercer lugar, las neuronas son heterogéneas, lo que significa que no hay solo un modelo de plantilla de una neurona que podríamos escalar hasta la cantidad requerida para simular un cerebro, también tenemos que definir múltiples tipos de neuronas y colocarlas pertinentemente a la derecha lugares. Además, los tipos pueden ser continuos, así que de hecho puedes tener neuronas a medio camino entre 3 tipos diferentes ...
En cuarto lugar, no sabemos mucho sobre las reglas del procesamiento y la gestión de la información del cerebro. Claro, descubrimos que el cerebelo funciona más o menos como una red neuronal artificial que usa gradiente de gradiente estocástico, y que el sistema dopaminérgico funciona como TD-learning, pero luego no tenemos ni idea del resto del cerebro, incluso la memoria está fuera de alcance (Aunque creemos que es algo parecido a una red de Hopfield, pero todavía no hay un modelo preciso).
En quinto lugar, hay muchos otros ejemplos de la investigación actual en neurobiología y neurociencia computacional que muestran la complejidad de los objetos cerebrales y las dinámicas de las redes que esta lista puede seguir y seguir.
Por lo tanto, al final, su pregunta no puede ser respondida, porque simplemente no sabemos aún lo suficiente sobre el cerebro para saber si nuestras computadoras actuales (máquinas de Turing) son suficientes para reproducir la complejidad de los cerebros biológicos para dar lugar a todo el espectro de cognitivos. funciones.
Sin embargo, el campo de la biología se acerca cada vez más al campo de la informática, como se puede ver con virus y células biológicamente diseñados que se programan de manera similar a como se desarrolla un programa informático y terapias genéticas que básicamente rediseñan un sistema vivo basado en su plantilla "clase" (el genoma). Así que me atrevo a decir que una vez que sepamos lo suficiente sobre la arquitectura y dinámica del cerebro, la reproducción in silico no será un problema: si nuestras computadoras actuales no pueden reproducir el cerebro debido a limitaciones teóricas, ideamos nuevas computadoras. Y si solo los sistemas biológicos pueden reproducir el cerebro, podremos programar un cerebro biológico artificial (ya podemos imprimir en 3D vejigas y piel y venas y corazones funcionales, etc.).
Así que me atrevería a decir (incluso si puede ser controvertido, este es mi propio reclamo) que sí, seguramente algún día se podrán tener cerebros artificiales , pero si será una computadora de máquina Turing, una computadora super-Turing o biológicamente El cerebro de ingeniería aún no se ha visto dependiendo de nuestro progreso en el conocimiento de los mecanismos del cerebro.