Эксперт КФУ: Можно ли транслировать сигналы от мозга компьютеру и наоборот?

В Интернете не всегда получается получить ответы на все мучающие вас вопросы. Да и живой человек ответит на них гораздо лучше. Мы рады сообщить, что запускаем новую рубрику "Спроси эксперта", в которую будем приглашать ученых - экспертов в разных областях, чтобы они дали ответы на все ваши вопросы.

Вопрос — Можно ли транслировать сигналы от мозга компьютеру и наоборот?

Эксперт — Андрей Крехов, директор магистерской программы Высшей школы ИТИС.

- Связь человеческого мозга с компьютером, а точнее с искусственным интеллектом (ИИ), на базе компьютера на семантике и архитектуре нейронных чипов (без этого ИИ и тормозил долгое время). Вот решив две проблемы и получим интеграцию человеческого мозга и компьютерного ИИ. Итак, текст.

Структура мозга нам даёт пока что лишь есть отдалённые догадки того, как там всё работает. Плюс никто не знает, как обучить эту систему, чтобы они смогла эмулировать мозг. У мозга довольно много контуров контроля, основанных на разных нейромедиаторах, плюс нейрон сам по себе очень непростая штука.

Большую работу проделал IBM в рамках программы DARPA SyNAPSE, результатом которого был TrueNorth — процессор нового поколения

В чём новизна? Тем, что все сегодняшние нейронные сети должны производить астрономическое количество операций, особенно при обучении. А это всё упирается в производительность. В реальном времени на одном устройстве можно решать только простые задачки. На практике то, что мозг делает за сотые доли секунды, обычный компьютеру выполнит за несколько десятков минут. Распараллеливание на кластеры и видеокарты значительно ускоряют обработку (за счёт огромных вычислительных мощностей и большого энергопотребления). Но всё упирается в главную проблему архитектуры - фон Неймана: память разнесена с блоками обработки. Собственно проблему ИИ невозможно решить без создания нового типа нейронных чипов и собственно противопоставить искусственный интеллект на равных разуму человеку.

А теперь о другой главной сегодняшней проблеме - передаче информации от мозга к компьютеру.

Опираясь на пластичность мозга, исследователи уже приступили к следующей ключевой задаче в создании эффективных мозго-компьютерных интерфейсов: осуществить обратную связь — непосредственно передать в мозг информацию от компьютера или роботизированного протеза.

Полноценная обратная связь — одна из главнейших особенностей “интерфейса”, связывающего наше тело с мозгом. Мозг не только отдает команды на выполнение какой-либо задачи (в таком случае он просто не знал бы, совершила ли, например, рука какое-либо действие и совершила ли она его правильно) — мозг получает огромное количество информации о состоянии организма и положении частей тела друг относительно друга и об их контактах с окружающими предметами. Попытаться воссоздать всё это в искусственных системах мозг-компьютер — такова задача многих исследовательских центров . Пример как по оригинальному пути пошли японские исследователи из Honda, Shimadzu и института ATR. Они дополнили ЭЭГ технологией “спектроскопии в ближней инфракрасной области”, которая позволяет в реальном времени фиксировать изменения в мозговом кровотоке. Являясь в своем роде альтернативой фМРТ, эта технология относительно более компактна и более дешева.

То есть, создавая искусственные системы и имея в наличии упомянутые нейронные чипы, уже в скором времени можно будет говорить о большом практическом прорыве в области создания искусственного интеллекта и его взаимодействии с человеческим мозгом.