Misteret e funksionimit të trurit të njeriut i kanë shqetësuar gjithmonë shkencëtarët. Gjithmonë ka pasur përpjekje për të imituar trurin e njeriut. Projekti i trurit njerëzor është një përpjekje e tillë. Në çfarë faze janë shkencëtarët? A ka suksese?
Truri i njeriut është kompjuteri biologjik më misterioz që njohim. Në fakt, ne nuk dimë mjaftueshëm për të, pavarësisht përpjekjeve të shkencëtarëve për të mësuar rreth tij në mënyra gjithnjë e më të sofistikuara gjatë shekujve. Vetëm teknologjitë më të fundit mund të na japin njohuri reale për të cilat ne mund të hamendësonim më parë. Kjo nuk e ndryshon faktin që jemi ende larg ndërgjegjësimit të plotë. Në çfarë faze janë shkencëtarët modernë?
Gjithashtu interesante: Çfarë janë rrjetet nervore dhe si funksionojnë ato?
Termi "inteligjencë artificiale"
Në vitet 1950, kur termi "inteligjencë artificiale" u shfaq për herë të parë në shkencë dhe studiuesit e AI vërtetuan me sukses se mund t'i mësoni një makinerie të bënte gjëra që nuk mund t'i bënit vetë, ata ishin të emocionuar për këtë. Mundësia e thjeshtë që një makinë mund të mësojë, të provojë teoremat matematikore vetë (kjo është bërë, për shembull, me programin e teoricienëve logjikë të zhvilluar në 1955 nga Allen Newell dhe Herbert Simon), ose të luajë damë dhe të mundë një njeri (program nga Arthur Samuel, një inxhinier i IBM, më vonë profesor në Universitetin e Stanfordit), udhëhoqi botën shkencore të besonte se një simulim i plotë i trurit të njeriut ishte vetëm disa vjet larg.
Kanë kaluar dekada dhe pavarësisht rritjes së madhe në fuqinë kompjuterike, zhvillimit të rrjeteve nervore artificiale dhe algoritmeve të AI me mësim të thellë të makinerive, ne jemi ende larg nga simulimi i fragmenteve të trurit. E thënë thjesht, pionierët e AI të gjysmës së dytë të shekullit të 20-të nënvlerësuan shumë aftësitë e kësaj "mase të ngjashme me pelte" në breshkat tona, e cila është 90% ujë.
Gjithashtu interesante: ChatGPT: Udhëzime të thjeshta për përdorim
Truri është kompleks
Në lindje, truri i njeriut peshon afërsisht 300 g. Një tru i rritur plotësisht i zhvilluar peshon afërsisht 1,5 kg. Ky 1,5 kg përmban të gjithë universin tonë dhe të gjitha aftësitë mendore që kemi. Jo vetëm ato të vetëdijshme, si të menduarit abstrakt, kreativiteti, por edhe ato për të cilat nuk jemi të vetëdijshëm: lëvizshmëria e lëvizjeve, kontrolli i sistemit të qarkullimit të gjakut, frymëmarrja dhe shumë e shumë më tepër.
Është një deklaratë e njohur në mesin e shkencëtarëve se truri i njeriut përbëhet nga afërsisht 100 miliardë neurone. Ne nuk e dimë numrin e tyre të saktë dhe mund të ndryshojë në çdo individ të species njerëzore. Por le të supozojmë se kjo është e vërtetë, dhe ky numër nuk është aq i vogël. 100 miliardë janë shumë, por superkompjuterët modernë mund të simulojnë objekte edhe më të mëdha. Megjithatë, problemi është se një neuron është diçka shumë më komplekse sesa, për shembull, një texel në grafika 3D, një piksel në një imazh ose çdo objekt tjetër që mund të përshkruhet vetëm me një pjesë të vogël kodi.
Neuronet në trurin tonë janë të lidhur me njëri-tjetrin. Këto nuk janë lidhje fizike, sepse atëherë impulset elektrike të krijuara në neuronet individuale do të përhapeshin shpejt në të gjithë trupin, gjë që praktikisht do ta bënte të pamundur funksionimin. Transmetimi i informacionit në trurin tonë bazohet si në elektricitet (impulse) ashtu edhe në kimi (neurotransmetues). Çdo neuron (le të kujtojmë imazhin tashmë të njohur të një neuroni si një "pemë" me dendritë karakteristike) mund të lidhet me të tjerët me ndihmën e deri në dhjetë mijë lidhje sinaptike.
Pajtohem, 10000 lidhje nga një qelizë nervore është një nivel shumë më i lartë kompleksiteti sesa portat logjike në transistorë. Nëse përpiqemi të numërojmë numrin e të gjitha lidhjeve të mundshme midis neuroneve dhe gjendjeve që ata mund të marrin në çdo moment të caktuar (vetëm një), do të marrim një numër të madh që tejkalon shumë numrin e vlerësuar të atomeve në të gjithë universin e vëzhgueshëm. Duke përdorur këtë qasje, shumë shkencëtarë të specializuar në neurobiologji dhe gjithashtu kanë një përvojë në shkencën kompjuterike, besojnë se, edhe me nivelin aktual të njohurive dhe zhvillimin e tij të pritshëm, një simulim i plotë i një organi kaq kompleks është një detyrë që do të tejkalojë aftësitë tona për nje kohe e gjate. Por kjo nuk do të thotë se shkencëtarët nuk bëjnë asgjë dhe nuk kanë arritur asgjë. Le të hedhim një vështrim në disa projekte që synojnë të simulojnë, nëse jo të gjithë mendjen njerëzore, atëherë të paktën një pjesë të saj.
Lexoni gjithashtu: 7 Përdorimet më interesante të ChatGPT
40 minuta e një sekondë
Në vitin 2013, shkencëtarët japonezë nga Instituti i Teknologjisë Okinawa dhe studiuesit gjermanë nga Forschungszentrum Jülich bashkuan forcat dhe përdorën një nga superkompjuterët më të fuqishëm në planetin tonë në atë kohë (i quajtur K Computer, lider i listës Top500 në 2011) me fuqi kompjuterike. prej 8,16 PFLOPS (ose 8,16 kuadrilion operacione me pikë lundruese në sekondë) për të provuar të simuloni vetëm një pjesë të trurit. Në përgjithësi, simulimi konsistonte në hartimin e punës së 1,73 miliardë neuroneve, të cilat së bashku krijuan një rrjet prej 10,4 trilion lidhjesh sinaptike. Kjo është pak më shumë se 1 përqind e potencialit të asaj "pelte" biologjike të ngecur në kafkën tuaj. Simulimi përdori fuqinë e plotë të 82944 procesorëve Sparc64 VIIIfx (një sistem ka një frekuencë ore prej 2 GHz dhe 8 bërthama). A funksionoi kjo qasje?
Sipas shkencëtarëve, po, por nga ana tjetër... varet se si e shikoni. Përafërsisht 40 minuta funksionim i këtij superkompjuteri zgjati për një simulim prej vetëm 1 sekonde të funksionimit të fragmentit të përmendur të rrjetit nervor të trurit. Prandaj, edhe pse fakti që simulimi është kryer fare mund të quhet sukses, sepse efektet, koha e llogaritjes dhe vëllimi i simulimit tregojnë se me çfarë problemi të madh po përballemi këtu. Dhe duhet të mbahet mend se me një rritje të numrit të neuroneve, kompleksiteti i rrjetit sinaptik rritet jo në mënyrë lineare, por në mënyrë eksponenciale! Nëse edhe superkompjuteri amerikan aktualisht më i shpejtë Frontier, që funksionon në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge dhe ka një fuqi llogaritëse deri në 1102 PFLOPS, pra 135 herë më i madh se kompjuteri japonez K i përmendur, do të përdorej për të njëjtën detyrë, nuk do të thoshte që Frontier mund të simulonte (me të njëjtat parametra modeli) një rrjet nervor 135 herë më të madh. I njëjti simulim i një sekonde reale të një rrjeti prej 1,73 miliardë neuronesh do të zgjasë në një superkompjuter amerikan jo 40 minuta, por më pak se 18 sekonda. Por kjo është ende shumë më tepër se një simulim real i rrjetit në kohë reale dhe është vetëm një pjesë e vogël e asaj që kemi në kokën tonë. Simulimi i funksionimit të gjithë mendjes ende i përket fushës së fantashkencës. Por shkencëtarët janë ende duke u përpjekur.
Lexoni gjithashtu: Rreth kompjuterëve kuantikë me fjalë të thjeshta
Projekti Evropian i trurit njerëzor
Projekti i trurit të njeriut (HBP) për nga përmasat e tij dhe fondet e ndara për këtë projekt shkencor mund të krahasohet me një projekt tjetër që lidhet me njeriun - projektin e famshëm "Gjeni njerëzor", i cili zgjati nga viti 1990 deri në 2003. Për të kuptuar plotësisht gjenomin e njeriut, Projekti i Trurit të Njeriut synon të ndihmojë shkencëtarët të kuptojnë më mirë trurin tonë. Megjithatë, Projekti Human Brain, i cili ka vazhduar që nga viti 2013 dhe fillimisht ishte menduar të përfundonte pas një dekade kërkimi (d.m.th. në 2023), as nuk i afrohet simulimit të të gjithë trurit. Pra, çfarë synimesh planifikojnë të arrijnë shkencëtarët me këtë hulumtim?
Qëllimi kryesor i HBP nuk është të simulojë të gjithë trurin, pasi shpresoj se kemi treguar tashmë se kjo detyrë është përtej aftësive të qytetërimit tonë sot. Qëllimi është që të paktën pjesërisht të zotëroni kompleksitetin e trurit. Kjo do të ndihmojë në zhvillimin e shkencave të tilla si mjekësia, shkenca kompjuterike, neurologjia, si dhe në zhvillimin e teknologjive, puna e të cilave frymëzohet nga mënyra se si funksionon mendjet tona.
Një nga rezultatet e projektit HBP është krijimi i një platforme dixhitale për kërkimin e trurit, EBRAINS. EBRAINS është një platformë me burim të hapur që u mundëson studiuesve nga e gjithë bota të përdorin mjete dixhitale të disponueshme në një mjedis të sigurt cloud. Me fjalë të tjera, EBRAINS u ofron shkencëtarëve mjetet për të modeluar dhe analizuar funksionimin e zonave individuale të trurit.
Një mjet i tillë është programi virtual i simulimit të trurit i krijuar nga HBP dhe EBRAINS. Ky mjet është plotësisht i paaftë për të simuluar punën e të gjithë trurit, por lejon, për shembull, studiuesit e ilaçeve të reja të simulojnë efektet e tyre në grupet e neuroneve. Kjo, nga ana tjetër, do t'i lejojë shkencëtarët të zhvillojnë trajtime të reja të dobishme për sëmundje komplekse si sëmundja e Alzheimerit, depresioni, sëmundja e Parkinsonit dhe më shumë.
Gjithashtu interesante:
- Pra, të flasësh apo të mos flasësh? Musk mohon të ketë folur me Putinin. Por ka një "por"
- Artileria moderne është super arma e Ukrainës. Dhe pse është Elon Musk këtu?
Nisma e TRURIT të SHBA
Një projekt akoma më i madh dhe më i ri i iniciuar nga institucionet kërkimore amerikane është Iniciativa e BRAIN-it në SHBA. Ky është një tjetër projekt kërkimor shumëvjeçar, shumë miliardë dollarësh, që synon të hartojë lidhjen njerëzore. Çfarë është një lidhje? Ky është një grup lidhjesh nervore të këtij organizmi. Ashtu si gjenomi është një hartë e plotë e zinxhirit gjenetik, dhe proteoma është një hartë e plotë e proteinave të një organizmi të caktuar. Ne tashmë e njohim gjenomin njerëzor, zbulimi i tij kushtoi miliarda dollarë. Sot, testimi i gjenomit është gjerësisht i disponueshëm dhe, për shembull, testet gjenetike për praninë e një defekti kushtojnë disa qindra dollarë. Një gjenom i plotë është pak më i shtrenjtë, por gjithsesi me rend të madhësisë më pak se kostoja e ADN-së së parë njerëzore të lexuar.
Le të kthehemi te Connectome dhe projekti amerikan BRAIN. Cili është qëllimi i këtij projekti? Josh Gordon, drejtor i Institutit Kombëtar të Shëndetit Mendor të SHBA-së në Bethesda, Maryland, tha: “Njohja e të gjitha llojeve të qelizave të trurit, se si ato lidhen me njëra-tjetrën dhe si ndërveprojnë, do të hapë një grup krejtësisht të ri terapish që ne sot as nuk mund ta imagjinoj." Aktualisht, katalogu më i madh në botë i llojeve të qelizave nervore është duke u krijuar dhe zhvilluar sistematikisht. Ky katalog, i quajtur Rrjeti i regjistrimit të qelizave të iniciativës së trurit (BICCN), përshkruan se sa lloje të ndryshme qelizash janë në tru, në çfarë përmasash ndodhin, si shpërndahen në hapësirë dhe çfarë ndërveprimesh ndodhin midis tyre.
Nga vjen kjo qasje? Nga nevoja për të kuptuar se si funksionon truri. Përparësitë e kësaj qasjeje shpjegohen në një deklaratë për Nature nga neuroshkencëtari Christoph Koch, shkencëtari kryesor i programit MindScope, i cili zbatohet nga Instituti Allen për Shkencën e Trurit në Seattle: "Ashtu si asgjë në kimi nuk ka kuptim pa tabelën periodike të elemente, asgjë nuk do të ketë kuptim në të kuptuarit e trurit pa kuptuar ekzistencën dhe funksionimin e llojeve individuale të qelizave”.
Nëse hipotetikisht do të kishim arritur potencialin teknologjik për të qenë në gjendje të skanonim qelizë pas qelize dhe, për shembull, të rikrijonim trurin e njeriut, një qasje e tillë do të nënkuptonte se edhe nëse do të kishim sukses (gjë që nuk është realiste sot), ne përsëri nuk do të kuptonim pse truri funksionon ashtu siç ndodh realisht. Dhe nuk ka rëndësi nëse ne po flasim për trurin si një organ i gjallë biologjik apo homologun e tij dixhital, hipotetik të klonuar. BRAIN dhe drejtori BICCN janë pika fillestare për të kuptuar strukturën dhe funksionimin e çdo qarku nervor, dhe për rrjedhojë për të kuptuar sjelljen komplekse që drejton të gjitha speciet me një organ kaq kompleks sa truri.
Kërkimet vazhdojnë, dhe shkencëtarët vazhdimisht prezantojnë arritjet e tyre të reja në një faqe interneti të krijuar posaçërisht. Prandaj, jam i sigurt se së shpejti na presin zbulime edhe më interesante.
Gjithashtu interesante:
Së shpejti do të jetë e mundur të heqësh trurin e të gjithëve në mënyrë të panevojshme...