Nová neurokomputační model mozku může pokročit ve výzkumu umělé inteligence

Nová studie z Univerzity v Montrealu představuje nový neurokomputační model lidského mozku. Tento nový model poskytuje hlubší vhled do toho, jak mozek vyvíjí komplexní kognitivní schopnosti, a může pokročit ve výzkumu neuronové umělé inteligence (AI).

Studie byla zveřejněna 19. září v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Byla provedena mezinárodní skupinou výzkumníků z Institutu Pasteura a Sorbonny v Paříži, CHU Sainte-Justine, Mila — Quebec Artificial Intelligence Institute a Univerzity v Montrealu.

Neurovývoj

Studie popisuje neurovývoj na třech hierarchických úrovních zpracování informací:

• Senzorimotorická úroveň: Prozkoumává, jak vnitřní aktivita mozku učí vzory z vnímání a spojuje je s akcí.
  
• Kognitivní úroveň: Examinuje, jak mozek kontextuálně kombinuje tyto vzory.

• Úroveň vědomí: Zvažuje, jak mozek se odděluje od vnějšího světa a manipuluje naučené vzory (pomocí paměti) již nejsou přístupné vnímání.

Nový výzkum poskytuje hlubší vhled do základních mechanismů, které leží v pozadí kognice, díky zaměření modelu na interakci mezi dvěma základními typy učení. První je Hebbian learning, který je spojen se statistickou pravidelností, jako je opakování. Druhý je učení s posílením, které je spojené s odměnou a neurotransmiterem dopaminem.

Nově vyvinutý model řeší tři úkoly rostoucí složitosti na různých úrovních, a tým představil nový základní mechanismus každý čas, který jim pomohl pokročit.

Výsledky ukázaly dva základní mechanismy pro multilevel vývoj kognitivních schopností v biologických neuronových sítích:

• Synaptická epigenese: Hebbian learning se odehrává na lokální úrovni, zatímco učení s posílením se odehrává na globální úrovni.

• Samovolná dynamika: Spontánní aktivita a vyvážený poměr excitátorů a inhibitorů neuronů.

Další generace AI a umělého vědomí

Guillaume Duman je členem týmu a asistentem profesora výpočetní psychiatrie na UdeM, stejně jako hlavní výzkumník na výzkumném centru CHU Sainte-Justine.

“Náš model demonstruje, jak neuro-AI konvergence zdůrazňuje biologické mechanismy a kognitivní architektury, které mohou pohánět vývoj další generace umělé inteligence a dokonce vést k umělému vědomí,” říká Dumas.

Aby toho dosáhli, Dumas říká, že možná budou muset integrovat sociální dimenze kognice. Tým nyní zkoumá integraci biologických a sociálních dimenzí a již vytvořil první simulaci dvou celých mozků v interakci.

Tým věří, že zakotvením budoucích komputačních modelů v biologických a sociálních realitách získá hlubší vhled do základních mechanismů, které leží v pozadí kognice. Věří také, že to poskytne most mezi AI a lidským mozkem.