นักวิจัยตั้งเป้าที่จะปรับปรุงระบบ AI ด้วย "เซลล์สมอง" ชนิดใหม่

ทีมนักวิจัยจาก MIT มีเป้าหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของโครงข่ายประสาทเทียมด้วยการรวมเข้ากับโครงสร้างตามเซลล์ประเภทอื่นในสมอง ทีมวิจัยจะรวมโครงสร้างตามโหราศาสตร์เข้ากับโครงข่ายประสาทเทียม โดยมีเป้าหมายเพื่อให้โครงข่ายประสาทเทียมเปลี่ยนวิธีการจัดการสัญญาณของพวกมันในช่วงเวลาต่างๆ

โครงข่ายประสาทส่วนลึกได้รับแรงบันดาลใจจากโครงข่ายประสาทของสมองมนุษย์ อัลกอริธึมการเรียนรู้แบบเสริมกำลังเรียนรู้จากความล้มเหลวและความสำเร็จเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้พวกเขาเชี่ยวชาญความท้าทายที่ซับซ้อน เช่น เกม Chess and Go อย่างไรก็ตาม โครงข่ายประสาทเทียมระดับลึกมีปัญหาเมื่อพบปัญหาทั่วไปที่มนุษย์ต้องรับมือ สถานการณ์ใด ๆ ที่ต้องใช้ความรู้ทั่วไปที่ไม่ได้มาจากโดเมนหรือสภาพแวดล้อมปัจจุบันนั้นเป็นเรื่องยากสำหรับโครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึกที่จะรับมือ

ตามสถาบัน Picower ของ MITทีมวิจัยตั้งเป้าที่จะสร้างโครงข่ายประสาทส่วนลึกให้แข็งแกร่ง หลากหลาย และเชื่อถือได้มากขึ้น โดยการเพิ่มประเภทโครงสร้างตามเซลล์แอสโทรไซต์ให้กับโครงข่ายประสาทเทียม

Mriganak Sur ศาสตราจารย์นิวตันด้านประสาทวิทยาแห่ง MIT อธิบายไว้ว่า การเน้นที่เซลล์ประสาททำให้เซลล์สมองประเภทอื่นๆ ซึ่งทำหน้าที่สำคัญในสมองถูกมองข้ามไป Sur อธิบายว่าตอนนี้แม้แต่โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึกที่ล้ำสมัยก็ยังต้องดิ้นรนเพื่อพิจารณาและเรียนรู้จากปัจจัยต่างๆ ในสภาพแวดล้อมที่กฎ/บริบทไม่แตกต่างกันหรือเวลาไม่เกี่ยวข้อง ในสภาวะดังกล่าว โครงข่ายประสาทเทียมสามารถต่อสู้กับการติดตามกลยุทธ์ที่ประสบความสำเร็จเมื่อเวลาผ่านไป สร้างสมดุลระหว่างการสำรวจ/ใช้ประโยชน์จากการแลกเปลี่ยน และนำสิ่งที่ได้เรียนรู้ไปใช้กับงานที่คล้ายคลึงกันในบริบทที่แตกต่างกัน

จากข้อมูลของ Sur หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่า astrocytes มีบทบาทสำคัญในการทำให้สมองสามารถทำงานข้างต้นได้ ต้องขอบคุณความสามารถในการทำงานเป็นเครือข่ายคู่ขนานที่ทำงานร่วมกับเซลล์ประสาท การแนะนำ astrocytes เข้าสู่โครงข่ายประสาทเทียมจะช่วยให้ AI สามารถผสานรวมข้อมูลที่รวบรวมในช่วงเวลาที่ยาวนาน รับรู้สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันและปรับเปลี่ยนความสามารถที่เรียนรู้ใหม่ และโมดูลการเชื่อมต่อ synaptic ระหว่างเซลล์ประสาท Astrocytes นำทางเซลล์ประสาทในเปลือกนอกส่วนหน้าของสมองเพื่อสำรวจสถานการณ์และช่วยเหลือเซลล์ใน striatum ในสถานการณ์ที่ใช้ประโยชน์ ทั้งสองถูกจัดการผ่านสารเคมี neuromodulators

จากข้อมูลของ Sur หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่า astrocytes มีบทบาทสำคัญในการทำให้สมองสามารถทำงานข้างต้นได้ ต้องขอบคุณความสามารถในการทำงานเป็นเครือข่ายคู่ขนานที่ทำงานร่วมกับเซลล์ประสาท การแนะนำ astrocytes เข้าสู่โครงข่ายประสาทเทียมจะช่วยให้ AI สามารถผสานรวมข้อมูลที่รวบรวมจากมาตราส่วนเวลาอันยาวนาน จดจำสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันและปรับเปลี่ยนความสามารถที่เรียนรู้ใหม่ และปรับเปลี่ยนการเชื่อมต่อ synaptic ระหว่างเซลล์ประสาท Astrocytes นำทางเซลล์ประสาทในเปลือกนอกส่วนหน้าของสมองเพื่อสำรวจสถานการณ์และช่วยเหลือเซลล์ใน striatum ในสถานการณ์ที่ใช้ประโยชน์ ทั้งสองถูกจัดการผ่านสารเคมี neuromodulators

ทีมวิจัยจะตรวจสอบว่าแอสโทรไซต์สามารถเพิ่มโครงข่ายประสาทเทียมในระดับลึกได้อย่างไรผ่านการทดลองต่างๆ ซึ่งแต่ละอย่างดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญที่แตกต่างกัน ผลการทดลองจะถูกนำมาใช้เพื่อปรับแต่งทฤษฎีที่ทีมวิจัยจัดขึ้น นักวิจัยจะรวบรวมข้อมูลจากการทดลองอย่างง่ายทั้งในหนูและมนุษย์ และติดตามดูว่าการเปลี่ยนแปลงของบริเวณสมอง แอสโทรไซต์ และสารควบคุมระบบประสาทส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานอย่างไร

ในที่สุด Alfonso Araque และ Sur จะติดตามหนูเพื่อดูว่าแอสโทรไซต์ทำงานอย่างไรในขณะที่พวกมันเรียนรู้ พวกเขายังจะจัดการกับ astrocytes เพื่อดูว่ามีผลกระทบต่อกระบวนการเรียนรู้แบบเสริมแรงอย่างไร

ตามที่อธิบายไว้ โดยทีมในทุนของพวกเขา:

"สมมติฐานหลักของเราคือปฏิสัมพันธ์ของแอสโทรไซต์กับเซลล์ประสาทและเครื่องปรับสภาพประสาทเป็นที่มาของความสามารถในการคำนวณที่ช่วยให้สมองสามารถดำเนินการเรียนรู้โดยให้รางวัลตามธรรมชาติ และเอาชนะปัญหาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบการเรียนรู้เสริมแรง (RL) ที่ล้ำสมัย"