211service.com
Neuronauka nie potrafi wyjaśnić, jak działa Atari
Kiedy zastosujesz narzędzia używane do analizy ludzkiego mózgu do chipa komputerowego, który gra w Donkey Kong, czy mogą one ujawnić, jak działa sprzęt?
Wiele programów badawczych, takich jak inicjatywa BRAIN rządu USA, ma na celu stworzenie ogromnych i szczegółowych zbiorów danych opisujących sposób montażu komórek i obwodów neuronowych. Istnieje nadzieja, że wykorzystanie algorytmów do analizy danych pomoże naukowcom zrozumieć, jak działa mózg.
Ale tego rodzaju zbiory danych jeszcze nie istnieją. Tak więc Eric Jonas z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Konrad Kording z Instytutu Rehabilitacji w Chicago i Uniwersytetu Northwestern zastanawiali się, czy mogliby użyć swojego oprogramowania analitycznego, aby dowiedzieć się, jak działa prostszy system.
Zdecydowali się na kultowy mikrochip MOS 6502, który został znaleziony w Apple I, Commodore 64 i Atari Video Game System. W przeciwieństwie do mózgu, ta płyta krzemu jest zbudowana przez ludzi i w pełni zrozumiała, aż do ostatniego tranzystora.
Naukowcy chcieli sprawdzić, jak dokładnie ich oprogramowanie może opisywać swoją działalność. Ich pomysł: niech chip uruchamia różne gry — w tym Donkey Kong, Space Invaders i Pitfall, które zostały już opanowane przez niektóre AI — i rejestruje zachowanie każdego pojedynczego tranzystora w trakcie jego działania (tworząc około 1,5 GB danych na sekundę w trakcie). Następnie rzuciliby swoje narzędzia analityczne na dane, aby sprawdzić, czy mogliby wyjaśnić, jak faktycznie działa mikrochip.
Użyli na przykład algorytmów, które mogły zbadać strukturę chipa – zasadniczo elektronicznego odpowiednika konektomu mózgu – w celu ustalenia funkcji każdego obszaru. Chociaż analiza mogła ustalić, że różne tranzystory odgrywają różne role, naukowcy piszą: w biologia obliczeniowa PLOS, wyniki nadal nie mogą zbliżyć się do zrozumienia sposobu, w jaki naprawdę działa procesor.
W innym miejscu Jonas i Kording usunęli tranzystor z mikroprocesora, aby dowiedzieć się, co się stało z uruchomioną przez niego grą — analogicznie do tak zwanych badań uszkodzeń, w których porównuje się zachowanie przed i po usunięciu części mózgu. Chociaż usunięcie niektórych tranzystorów zatrzymało grę, analiza nie była w stanie wyjaśnić, dlaczego tak się stało.
W tych i innych analizach podejścia dostarczyły interesujących wyników — ale nie były wystarczająco szczegółowe, aby z całą pewnością opisać, jak działał mikrochip. Chociaż niektóre wyniki dają ciekawe wskazówki na temat tego, co może się dziać, wyjaśnia Jonas, przepaść między tym, co stanowi „prawdziwe zrozumienie” procesora, a tym, co możemy odkryć za pomocą tych technik, była zaskakująca.
Warto zauważyć, że chipy i mózgi są dość różne: na przykład synapsy działają inaczej niż bramki logiczne, a mózg nie rozróżnia oprogramowania i sprzętu, jak komputer. Mimo to, zdaniem naukowców, wyniki podkreślają pewne względy dotyczące zrozumienia mózgu na podstawie ogromnych, szczegółowych zbiorów danych.
Po pierwsze, samo zgromadzenie kilku wysokiej jakości zbiorów danych mózgowych może nie wystarczyć do zrozumienia procesów neuronalnych. Po drugie, bez wielu szczegółowych zestawów danych do przeanalizowania, neuronaukowcy powinni mieć świadomość, że ich narzędzia mogą dostarczać wyników, które nie opisują w pełni funkcji mózgu.
Co do pytania, czy neuronauka może wyjaśnić, jak działa Atari? W tej chwili niezupełnie.
(Czytaj więcej: Google AI Masters Space Invaders (ale wciąż śmierdzi w Pac-Manie) , rząd poszukuje interfejsu „mózg-komputer” o wysokiej jakości)