Новая нейрокомпьютерная модель мозга может продвинуть исследования в области ИИ

Новое исследование, проведенное в Университете Монреаля, представляет новую нейрокомпьютерную модель человеческого мозга. Эта новая модель дает более глубокое понимание того, как мозг развивает сложные когнитивные способности, и может продвинуть исследования в области нейронного искусственного интеллекта (ИИ).

Исследование было опубликовано 19 сентября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Исследование было проведено международной группой исследователей из Института Пастера и Сорбонны в Париже, CHU Sainte-Justine, Mila — Квебекского института искусственного интеллекта и Университета Монреаля.

Развитие нейронов

Исследование описывает развитие нейронов на трех иерархических уровнях обработки информации:

• Сенсомоторный уровень: Изучает, как внутренняя активность мозга учится распознавать закономерности из восприятия и ассоциирует их с действием.
• Когнитивный уровень: Изучает, как мозг контекстно объединяет эти закономерности.
• Уровень сознания: Рассматривает, как мозг отделяется от внешнего мира и манипулирует выученными закономерностями (через память) больше не доступными для восприятия.

Новое исследование дает более глубокое понимание основных механизмов, лежащих в основе когнитивных способностей, благодаря фокусу модели на взаимодействии между двумя фундаментальными типами обучения. Первый – это обучение Хебба, которое связано со статистической регулярностью, такой как повторение. Второй – это обучение с подкреплением, которое связано с наградой и нейротрансмиттером дофамином.

Разработанная модель решает три задачи возрастающей сложности на разных уровнях, и команда ввела новый основной механизм каждый раз, что помогло ей прогрессировать.

Результаты подчеркнули два фундаментальных механизма для многоуровневого развития когнитивных способностей в биологических нейронных сетях:

• Синаптическая эпигенез: Обучение Хебба происходит на местном уровне, а обучение с подкреплением происходит на глобальном уровне.
• Самоорганизованная динамика: Спонтанная активность и сбалансированное соотношение возбуждающих и тормозных нейронов.

Следующее поколение ИИ и искусственного сознания

Гийом Дюман – член команды и помощник профессора вычислительной психиатрии в Университете Монреаля, а также основной исследователь в исследовательском центре CHU Sainte-Justine.

“Наша модель демонстрирует, как сходимость нейро-ИИ подчеркивает биологические механизмы и когнитивные архитектуры, которые могут стимулировать развитие следующего поколения искусственного интеллекта и даже в конечном итоге привести к искусственному сознанию”, – говорит Дюман.

Чтобы достичь этого, Дюман говорит, что им, возможно, придется интегрировать социальные аспекты когнитивных способностей. Команда сейчас изучает интеграцию биологических и социальных аспектов, и они уже создали первую симуляцию взаимодействия двух целых мозгов.

Команда считает, что, основывая будущие вычислительные модели на биологических и социальных реалиях, они получат более глубокое понимание основных механизмов, лежащих в основе когнитивных способностей. Они также считают, что это обеспечит мост между ИИ и человеческим мозгом.