211service.com
Nevrovitenskap kan ikke forklare hvordan en Atari fungerer
Når du bruker verktøy som brukes til å analysere den menneskelige hjernen på en databrikke som spiller Donkey Kong, kan de avsløre hvordan maskinvaren fungerer?
Mange forskningsopplegg, som den amerikanske regjeringens BRAIN-initiativ, søker å bygge enorme og detaljerte datasett som beskriver hvordan celler og nevrale kretser er satt sammen. Håpet er at bruk av algoritmer for å analysere dataene vil hjelpe forskere å forstå hvordan hjernen fungerer.
Men slike datasett eksisterer ikke ennå. Så Eric Jonas fra University of California, Berkeley og Konrad Kording fra Rehabilitation Institute of Chicago og Northwestern University lurte på om de kunne bruke analytisk programvare for å finne ut hvordan et enklere system fungerte.
De slo seg til ro med den ikoniske MOS 6502-mikrobrikken, som ble funnet inne i Apple I, Commodore 64 og Atari-videospillsystemet. I motsetning til hjernen er denne silisiumplaten bygget av mennesker og fullt ut forstått, helt ned til den siste transistoren.
Forskerne ønsket å se hvor nøyaktig programvaren deres kunne beskrive aktiviteten. Ideen deres: la brikken kjøre forskjellige spill – inkludert Donkey Kong, Space Invaders og Pitfall, som allerede har blitt mestret av noen AI-er – og fange opp oppførselen til hver enkelt transistor mens den gjorde det (skaper ca. 1,5 GB per sekund med data) i prosessen). Deretter ville de løsne analyseverktøyene sine på dataene for å se om de kunne forklare hvordan mikrobrikken faktisk fungerer.
For eksempel brukte de algoritmer som kunne undersøke strukturen til brikken - i hovedsak den elektroniske ekvivalenten til en hjernekontakt - for å etablere funksjonen til hvert område. Mens analysen kunne fastslå at forskjellige transistorer spilte forskjellige roller, skriver forskerne i PLOS beregningsbiologi, resultatene kan fortsatt ikke komme i nærheten av en forståelse av hvordan prosessoren virkelig fungerer.
Andre steder fjernet Jonas og Kording en transistor fra mikrobrikken for å finne ut hva som skjedde med spillet den kjørte – analogt med såkalte lesjonsstudier der atferd sammenlignes før og etter fjerning av en del av hjernen. Mens fjerningen av noen transistorer stoppet spillet fra å kjøre, klarte ikke analysen å forklare hvorfor det var tilfelle.
I disse og andre analyser ga tilnærmingene interessante resultater - men ikke nok detaljer til å trygt beskrive hvordan mikrobrikken fungerte. Mens noen av resultatene gir interessante hint om hva som kan foregå, forklarer Jonas, var kløften mellom hva som utgjør 'ekte forståelse' av prosessoren og hva vi kan oppdage med disse teknikkene overraskende.
Det er verdt å merke seg at brikker og hjerner er ganske forskjellige: synapser fungerer annerledes enn logiske porter, for eksempel, og hjernen skiller ikke mellom programvare og maskinvare som en datamaskin. Likevel fremhever resultatene, ifølge forskerne, noen hensyn for å etablere hjerneforståelse fra enorme, detaljerte datasett.
For det første kan det hende at det å samle en håndfull høykvalitets datasett av hjernen ikke er nok for oss til å forstå nevrale prosesser. For det andre, uten mange detaljerte datasett å analysere ennå, bør nevrovitenskapsmenn være klar over at verktøyene deres kan gi resultater som ikke fullt ut beskriver hjernens funksjon.
Når det gjelder spørsmålet om nevrovitenskap kan forklare hvordan en Atari fungerer? For øyeblikket, egentlig ikke.
(Les mer: Googles AI mestrer Space Invaders (men det stinker fortsatt på Pac-Man), regjeringen søker høyfidelitet 'Hjerne-datamaskin'-grensesnitt )