Nosso cérebro está adaptado para a vida em uma caverna, e não para processar fluxos ininterruptos de informação - estudos mostram que ele parou em seu desenvolvimento evolutivo há 40-50 mil anos. O psicofisiologista Alexander Kaplan em sua palestra "Contato com o cérebro: realidades e fantasias" contou por quanto tempo uma pessoa será capaz de lidar com a vida nas condições de enormes rodovias, movimentos ao redor do planeta e incessantes chegadas, e também como nós mesmos podemos consertar ou estragar tudo com a ajuda da inteligência artificial … Theory and Practice publica uma sinopse.
Vamos imaginar uma situação: uma pessoa chega a uma loja, escolhe um croissant, entrega no caixa. Ele mostra para outro caixa e pergunta: "O que é isso?" Ele responde: "40265". Os caixas não se importam mais com o nome do croissant, é importante que seja "40265", porque o computador na caixa registradora percebe os números, não os nomes dos pães. Aos poucos, tudo mergulha no mundo digital: vivemos ao lado da tecnologia da computação, que entende os objetos físicos como digitais, e somos obrigados a nos ajustar. A era da Internet das Coisas está se aproximando, quando todos os objetos físicos serão apresentados em formato digital e a Internet se tornará a dona de nossa geladeira. Tudo girará por meio de números. Mas o problema é que a intensidade dos fluxos de informação já é grande demais para nossos ouvidos e olhos.
Recentemente, foi desenvolvido um método para determinar com precisão o número de células nervosas no cérebro. Anteriormente, acreditava-se que fossem 100 bilhões, mas este é um número muito aproximado, porque as medições foram realizadas por um método não totalmente correto: eles pegaram um pedacinho do cérebro, ao microscópio contaram o número de células nervosas nele, que foram então multiplicadas pelo volume total. Em um novo experimento, uma massa homogênea do cérebro foi agitada em um misturador e os núcleos das células nervosas foram contados e, como essa massa é homogênea, a quantidade obtida pode ser multiplicada pelo volume total. Descobriu-se 86 bilhões. Segundo esses cálculos, um camundongo, por exemplo, tem 71 milhões de células nervosas, e um rato, 200. Os macacos têm cerca de 8 bilhões de células nervosas, ou seja, a diferença com os humanos é de 80 bilhões. Por que o movimento dos animais era progressivo,e o rompimento com a pessoa foi marcado de forma tão acentuada? O que podemos fazer que os macacos não podem?
O processador mais moderno tem de dois a três bilhões de unidades operacionais. Uma pessoa tem 86 bilhões apenas de células nervosas, que não são idênticas a uma unidade operacional: cada uma delas tem de 10 a 15 mil contatos com outras células, e é nesses contatos que se resolve a questão da transmissão do sinal, como nas unidades operacionais dos transistores. Se você multiplicar esses 10-15 mil por 86 bilhões, terá um milhão de bilhões de contatos - existem tantas unidades operacionais no cérebro humano.
O cérebro de um elefante pesa quatro quilos (um e meio de um ser humano, no máximo) e contém 260 bilhões de células nervosas. Estamos a 80 bilhões de distância do macaco, e o elefante está duas vezes mais longe de nós. Acontece que o número de células não se correlaciona com o desenvolvimento intelectual? Ou os elefantes foram para o outro lado e nós simplesmente não os entendemos?
Vídeo promocional:
O fato é que o elefante é grande, tem muitos músculos. Os músculos são feitos de fibras do tamanho de um humano ou de um camundongo e, como um elefante é muito maior do que um humano, tem mais fibras musculares. Os músculos são controlados por células nervosas: seus processos se ajustam a cada fibra muscular. Conseqüentemente, o elefante precisa de mais células nervosas, porque tem mais massa muscular: de 260 bilhões de células nervosas do elefante, 255 ou 258 bilhões são responsáveis pelo controle muscular. Quase todas as suas células nervosas estão localizadas no cerebelo, que ocupa quase metade do cérebro, porque é lá que todos esses movimentos são calculados. Na verdade, 86 bilhões de células nervosas humanas também estão localizadas no cerebelo, mas ainda há muito mais delas no córtex: não dois ou três bilhões, como um elefante, mas 15,portanto, há incomensuravelmente mais contatos em nossos cérebros do que em elefantes. Em termos de complexidade da rede neural, os humanos superaram os animais de maneira significativa. O homem vence por habilidades combinatórias, essa é a riqueza da matéria cerebral.
O cérebro é muito complexo. Para efeito de comparação, o genoma humano consiste em três bilhões de elementos emparelhados responsáveis pela codificação. Mas os códigos nele são completamente diferentes, então o cérebro não pode ser comparado com o genoma. Vamos pegar a criatura mais simples - a ameba. Ela precisa de 689 bilhões de pares de elementos codificadores - nucleotídeos. Existem 33 elementos de codificação em russo, mas 16 mil palavras do dicionário Pushkin ou várias centenas de milhares de palavras do idioma como um todo podem ser feitas com eles. Tudo depende de como as informações em si são reunidas, qual é o código, quão compacto ele é. Obviamente, a ameba fez isso de maneira extremamente antieconômica, porque apareceu no início da evolução.
O problema com o cérebro é que ele é um órgão biológico normal. É evolutivamente criado para adaptar uma criatura viva ao seu ambiente. Na verdade, o cérebro parou em seu desenvolvimento evolutivo há 40-50 mil anos. A pesquisa mostra que o homem Cro-Magnon já possuía as qualidades que o homem moderno possui. Todos os tipos de trabalho estavam disponíveis para ele: coleta de materiais, caça, ensino de jovens, corte e costura. Conseqüentemente, ele tinha todas as funções básicas - memória, atenção, pensamento. O cérebro não tinha para onde evoluir por uma razão simples: o homem se tornou tão inteligente que foi capaz de ajustar as condições ambientais para se adequar ao seu corpo. O resto dos animais teve que mudar seus corpos para se adequar às condições ambientais, o que leva centenas de milhares e milhões de anos, mas mudamos completamente o ambiente para nós em apenas 50 mil.
O cérebro ficou preso pelo resto da vida em uma caverna. Ele está preparado para palácios modernos e fluxos de informação? Dificilmente. No entanto, a natureza é econômica, afia o animal para o habitat em que existe. O ambiente de uma pessoa, é claro, mudou, mas sua essência pouco variava. Apesar das mudanças dramáticas que ocorreram desde a antiguidade, a mecânica do ambiente no sentido rotineiro permaneceu a mesma. Como mudou a atividade dos projetistas que faziam o foguete em vez do Zhiguli? Claro, há uma diferença, mas o significado da obra é o mesmo. Agora o ambiente mudou fundamentalmente: rodovias enormes, telefonemas intermináveis e tudo isso aconteceu em apenas 15–35 anos. Como um cérebro polido por cavernas lidará com este ambiente? Multimídia, enorme, velocidade inadequada de fluxo de informações, uma situação nova com movimentos ao redor do planeta. Existe o perigo de o cérebro não poder mais suportar tais cargas?
Existe um estudo sobre a incidência de pessoas de 1989 a 2011. Nos últimos 20 anos, a mortalidade por doenças cardiovasculares e oncológicas diminuiu, mas o número de distúrbios neurológicos (problemas de memória, ansiedade) está aumentando drasticamente ao longo do mesmo tempo. As doenças neurológicas ainda podem ser explicadas por problemas de comportamento, mas o número de doenças psicológicas está crescendo com a mesma rapidez e, ao mesmo tempo, tornam-se crônicas. Essas estatísticas são um sinal de que o cérebro não consegue mais lidar. Talvez isso não se aplique a todos: alguém vai a palestras, lê livros, alguém se interessa por tudo. Mas nascemos diferentes, então o cérebro de alguém está mais bem preparado devido à variação genética. A proporção de pessoas com doenças neurológicas está se tornando muito significativa, e isso sugere que o processo está indo em uma direção errada. O terceiro milênio nos desafia. Entramos na zona quando o cérebro começou a dar sinais de que o ambiente que criamos não era útil para ele. Tornou-se mais complexo do que o que o cérebro pode nos fornecer em termos de adaptação. O estoque de ferramentas afiadas para a caverna começou a se esgotar.
Um dos fatores criados pelo homem que pressionam o cérebro humano é que muitas decisões agora estão associadas à probabilidade de um erro grave, e isso complica muito os cálculos. Anteriormente, tudo o que aprendíamos era facilmente automatizado: aprendemos a andar de bicicleta uma vez, e então o cérebro não se preocupava com isso. Agora, existem processos que não são automatizados: eles devem ser monitorados constantemente. Ou seja, precisamos chamar uma ambulância ou retornar às cavernas.
Que maneiras mais progressivas de resolver esse problema temos? Talvez valha a pena combinar com a inteligência artificial, que vai refinar o fluxo: diminuir a velocidade onde ela é muito alta, excluir do campo de visão informações que no momento são desnecessárias. Os controladores automáticos que podem preparar informações para nós são semelhantes às técnicas primárias de cozimento: eles mastigam para que possam ser consumidos sem desperdiçar muita energia. Quando o homem começou a cozinhar comida no fogo, houve um salto muito grande. As mandíbulas ficaram menores e havia espaço para o cérebro na cabeça. Talvez tenha chegado o momento de dissecar as informações ao nosso redor. Mas quem fará isso? Como combinar inteligência artificial e inteligência natural? E é aqui que surge o conceito de interface neural. Ele fornece contato direto do cérebro com o sistema de computação e se torna um análogo de cozinhar comida em chamas para este estágio de evolução. Seremos capazes de existir nesse trio por mais 100-200 anos.
Como implementar isso? A inteligência artificial em seu sentido usual dificilmente existe. Um jogo de xadrez altamente inteligente, no qual uma pessoa nunca vencerá um computador, é semelhante a uma competição de levantamento de peso com uma escavadeira, e não se trata de transistores, mas do programa escrito para isso. Ou seja, os programadores simplesmente escreveram um algoritmo que fornece uma resposta específica a um movimento específico: não há inteligência artificial que saiba o que fazer por conta própria. O xadrez é um jogo com um número finito de cenários que podem ser enumerados. Mas existem dez posições significativas no tabuleiro de xadrez ao 120º grau. Isso é mais do que o número de átomos do universo (dez no 80º). Os programas de xadrez são exaustivos. Ou seja, todos os jogos de campeão e grande mestre são colocados em sua memória,e esses já são números muito pequenos para pesquisar. Uma pessoa faz um movimento, o computador escolhe todos os jogos com esse movimento em segundos e os monitora. Com informações sobre os jogos já jogados, você sempre pode jogar um jogo ideal, e isso é pura fraude. Em nenhum campeonato um jogador de xadrez não poderá levar um laptop com ele para ver qual partida foi jogada por quem e como. E a máquina possui 517 laptops.
Existem jogos com informações incompletas. Por exemplo, o pôquer é um jogo de blefe psicológico. Como uma máquina jogará contra uma pessoa em uma situação que não pode ser totalmente calculada? No entanto, recentemente eles escreveram um programa que lida com isso perfeitamente. O segredo é demais. A máquina brinca consigo mesma. Em 70 dias, ela jogou vários bilhões de jogos e acumulou experiência muito superior à de qualquer jogador. Com essa bagagem, você pode prever os resultados dos movimentos. Agora os carros atingem 57%, o que é suficiente para vencer em quase todos os casos. Uma pessoa tem sorte uma vez em mil jogos.
O jogo mais legal que não pode ser vencido por nenhuma força bruta é ir. Se o número de posições possíveis no xadrez for dez elevado à 120ª potência, então há dez delas na 250ª ou 320ª, dependendo de como você conta. Isso é combinatorialismo astronômico. É por isso que cada novo jogo em Go é único: a variedade é muito grande. É impossível repetir o jogo - mesmo em termos gerais. A variabilidade é tão alta que o jogo quase sempre segue um cenário único. Mas em 2016, o programa Alpha Go começou a bater em uma pessoa, antes também já havia jogado consigo mesmo. 1200 processadores, 30 milhões de posições de memória, 160 mil lotes humanos. Nenhum jogador vivo tem tanta experiência, capacidade de memória e velocidade de reação.
Quase todos os especialistas acreditam que a inteligência artificial ainda está muito distante. Mas eles criaram um conceito como "inteligência artificial fraca" - são sistemas para tomada de decisão inteligente e automatizada. Algumas decisões para uma pessoa agora podem ser feitas por uma máquina. São semelhantes aos humanos, mas são aceitos, assim como no xadrez, não pelo trabalho intelectual. Mas como nosso cérebro toma decisões intelectuais se a máquina é muito mais forte em memória e velocidade? O cérebro humano também é composto de muitos elementos que tomam decisões com base na experiência. Ou seja, acontece que não existe inteligência natural, que também somos sistemas de computação ambulantes, apenas que nosso programa foi escrito por si mesmo?
O teorema de Fermat tem sido uma suposição há muito tempo. Durante 350 anos, os matemáticos mais destacados tentaram prová-lo analiticamente, ou seja, compor um programa que, passo a passo, de forma lógica, acabará por provar que essa suposição é verdadeira. Perelman considerou a prova do teorema de Poincaré o trabalho de sua vida. Como esses teoremas foram comprovados? Poincaré e Perelman não tinham soluções analíticas em suas cabeças, havia apenas suposições. Qual deles é um gênio? Um gênio pode ser considerado aquele que criou o teorema: ele propôs algo para o qual não tinha abordagem analítica. De onde ele tirou essa suposição correta? Ele não o afetou muito: Fermat tinha apenas algumas opções, como Poincaré, enquanto em uma questão específica havia apenas uma suposição. O físico Richard Feynman concluiuque em quase nenhum caso a grande descoberta foi feita analiticamente. Como então? Feynman responde: "Eles adivinharam."
O que significa "adivinhar"? Para a existência, não basta ver o que é e tomar decisões com base nessas informações. É necessário colocar na memória algo que será útil mais tarde consultar. Mas esta etapa não é suficiente para manobrar em um mundo complexo. E se a evolução seleciona indivíduos para uma adaptação cada vez mais sutil ao meio ambiente, isso significa que mecanismos cada vez mais sutis devem nascer no cérebro para prever esse meio, calcular as consequências. O espécime brinca com o mundo. Gradualmente, surgiu uma função do cérebro que permite construir modelos dinâmicos da realidade externa, modelos mentais do mundo físico. Essa função se ajustou à seleção evolutiva e passou a ser selecionada.
No cérebro humano, aparentemente, desenvolveu-se um modelo mental do ambiente de alta qualidade. Ela prediz perfeitamente o mundo, mesmo em lugares onde não estivemos. Mas, uma vez que o mundo ao nosso redor é integral e tudo está interconectado nele, o modelo deve pegar essa interconexão e ser capaz de prever o que não existe. O homem adquiriu uma oportunidade totalmente única que o distinguiu nitidamente na série evolutiva: ele foi capaz de reproduzir o futuro nos neurônios de seu cérebro usando modelos do ambiente. Você não precisa correr atrás do mamute, você precisa descobrir para onde ele irá correr. Para isso, na cabeça existe um modelo com as características dinâmicas do mamute, a paisagem, os hábitos do animal. A psicologia cognitiva insiste que estamos trabalhando com modelos. É aí que 80 bilhões de neurônios são gastos: eles os contêm. Matemático modelo mundial,o mundo das abstrações matemáticas é muito diverso e sugere como esta ou aquela lacuna, que ainda não foi pensada, deve ser preenchida. A conjectura vem desse modelo, assim como a intuição.
Por que os macacos não podem trabalhar em modelos completos do mundo físico? Afinal, eles existem na Terra há centenas de milhões de anos a mais do que os humanos. Os macacos não conseguem coletar informações sobre o mundo ao seu redor. Em que unidades eles o descreverão? Os animais ainda não desenvolveram um método para modelagem compacta e sistemática de informações externas no cérebro com a capacidade de operar nele. Uma pessoa tem esse método, e levando em consideração os menores detalhes. É uma linguagem. Com a ajuda da linguagem, designamos com conceitos todos os menores grãos de areia deste mundo. Assim, transplantamos o mundo físico para o mental. São nomes que circulam no mundo mental sem massa. Ao escrever endereços usando estruturas cerebrais complexas, como a programação de um computador, ganhamos experiência de comunicação com o mundo. Conexões surgem entre conceitos. Cada conceito tem bandeiras penduradasao qual você pode anexar significados adicionais. É assim que um grande sistema cresce, que funciona associativamente e elimina valores desnecessários usando endereços. Essa mecânica deve ser apoiada por uma estrutura de rede muito complexa.
Nosso pensamento é baseado em suposições. Não precisamos contar variações de peças de xadrez - temos um modelo dinâmico do jogo de xadrez que nos diz para onde ir. Este modelo é sólido, também tem experiência de jogos de campeonato, mas é melhor porque prevê um pouco antes do tempo. A máquina lembra apenas o que é, nosso modelo é dinâmico, pode ser inicializado e reproduzido à frente da curva.
Então, é possível combinar cérebro e inteligência artificial, ainda que menosprezados e reduzidos em direitos, para que as tarefas criativas fiquem com a pessoa, e a memória e a performance - com uma máquina? Existem nove milhões de caminhoneiros nos Estados Unidos. Agora, eles podem ser substituídos por sistemas automatizados de tomada de decisão: todos os trilhos estão marcados de maneira muito precisa, há até sensores de pressão nos trilhos. Mas os drivers não são substituídos por computadores por motivos sociais, e esse é o caso em muitos setores. Existe também o perigo de o sistema agir de forma contrária aos interesses da pessoa, colocando os benefícios econômicos acima. Essas situações, claro, serão programadas, mas é impossível prever tudo. As pessoas mais cedo ou mais tarde entrarão em serviço, as máquinas as usarão. Apenas um cérebro capaz de soluções criativas permanecerá de uma pessoa. E não necessariamenteque seria devido a uma conspiração de máquinas. Nós próprios podemos nos conduzir a uma situação semelhante, programando as máquinas de tal forma que, cumprindo as tarefas por nós definidas, não levem em consideração os interesses de uma pessoa.
Elon Musk veio com uma ideia: uma pessoa anda com uma mochila com poder de computação, que o cérebro usa quando necessário. Mas atribuir certas tarefas a máquinas requer contato direto com o cérebro. Um cabo vai do cérebro até a mochila, ou o carro é costurado sob a pele. Então, a pessoa será totalmente provida de memória e velocidade transcendentais. Este dispositivo eletrônico não fingirá ser uma pessoa na história, mas para os empregadores, uma pessoa expandirá suas capacidades. O caminhoneiro terá condições de dormir no carro: será movido pela inteligência, que despertará o cérebro em um momento crítico.
Como se conectar ao cérebro? Temos todos os meios técnicos. Além disso, centenas de milhares de pessoas já estão andando com esses eletrodos por motivos médicos. Para detectar o foco de uma crise epiléptica e interrompê-la, são instalados dispositivos que registram a atividade elétrica do cérebro. Assim que os eletrodos percebem sinais de um ataque no hipocampo, eles o interrompem. Nos EUA existem laboratórios em que tais dispositivos são implantados: o osso é aberto e uma placa com eletrodos é inserida no córtex por um milímetro e meio, até o meio. Em seguida, instala-se outro dado, aproxima-se uma haste dele, pressiona-se um botão e atinge com força, com grande aceleração, o dado que penetra na casca por um milímetro e meio. Em seguida, todos os dispositivos desnecessários são removidos, o osso é suturado e apenas um pequeno conector permanece. Manipulador especial,codificando a atividade eletrônica do cérebro, dá a uma pessoa a capacidade de controlar, por exemplo, um braço robótico. Mas isso é treinado com grande dificuldade: uma pessoa leva vários anos para aprender como controlar tais objetos.
Por que os eletrodos são implantados no córtex motor? Se o córtex motor controla a mão, então é necessário receber comandos de lá que controlam o manipulador. Mas esses neurônios estão acostumados a controlar a mão, cujo dispositivo é radicalmente diferente do manipulador. O professor Richard Anderson teve a ideia de implantar eletrodos na área onde o plano de ação nasceu, mas os drivers para controlar as unidades de movimento ainda não foram desenvolvidos. Ele implantou neurônios na região parietal, na intersecção das partes auditiva, visual e motora. Os cientistas conseguiram até mesmo um contato bidirecional com o cérebro: eles desenvolveram um braço de metal no qual foram instalados sensores que estimulam o cérebro. O cérebro aprendeu a distinguir entre a estimulação de cada dedo separadamente.
Outra forma é uma conexão não invasiva, em que os eletrodos são colocados na superfície da cabeça: o que as clínicas chamam de eletroencefalograma. É criada uma grade de eletrodos, em que cada eletrodo contém um microcircuito, um amplificador. A rede pode ser com ou sem fio; as informações vão direto para o computador. Uma pessoa faz um esforço mental, as mudanças nos potenciais do seu cérebro são monitoradas, classificadas e decifradas. Após o reconhecimento e classificação, a informação é alimentada para os dispositivos apropriados - manipuladores.
Outro movimento é a socialização de pacientes com distúrbios motores e de fala. No projeto Neurochat, uma matriz com letras é colocada na frente do paciente. Suas colunas e linhas são destacadas e, se a seleção cair na linha de que a pessoa precisa, o eletroencefalograma apresenta uma reação ligeiramente diferente. A mesma coisa acontece com a coluna, e na interseção está a letra de que a pessoa precisa. A confiabilidade do sistema no momento é de 95%. Era necessário fazer com que o paciente simplesmente se conectasse à Internet e realizasse alguma tarefa, para que não fossem acrescentadas apenas letras à matriz, mas também ícones que denotavam determinados comandos. Recentemente, uma ponte foi construída entre Moscou e Los Angeles: pacientes de clínicas locais puderam estabelecer contato por meio de correspondência.
O mais recente desenvolvimento no campo dos contatos com o cérebro são os agrupamentos neurossimbióticos, que são controlados não por letras, mas pelas células de memória da máquina. Se pegarmos oito células, ou um byte, então, com esse contato, podemos selecionar uma das células e escrever uma unidade de informação nela. Assim, nos comunicamos com o computador, escrevendo o mesmo "40265" nele. As células contêm os valores que precisam ser operados e os procedimentos que precisam ser aplicados a essas células. Portanto - sem invadir o cérebro, mas de sua superfície - você pode operar um computador. Os cientistas materiais criaram um fio muito fino de cinco mícrons, isolado ao longo de todo o seu comprimento, e sensores de potencial elétrico foram colocados em seus nós. O fio é muito elástico: pode ser jogado sobre um objeto com qualquer relevo e, assim, coletar um campo elétrico de qualquer, a menor superfície. Essa malha pode ser misturada ao gel, colocar a mistura em uma seringa e injetar na cabeça do camundongo, onde se expandirá e ficará localizada entre os lobos do cérebro. Mas a mistura não pode entrar no próprio cérebro, então a nova ideia é injetar uma malha no cérebro quando ele está apenas começando a se formar, no estágio embrionário. Então estará na massa do cérebro e as células começarão a crescer através dela. Portanto, temos um cérebro blindado com um cabo. Esse cérebro pode descobrir rapidamente em que área é necessário alterar o potencial do computador para realizar certas tarefas ou gravar informações em suas células, porque ele interage com os eletrodos desde o nascimento. E este é o contato total.então a nova ideia é injetar a malha no cérebro quando ela está apenas começando a se formar, no estágio embrionário. Então estará na massa do cérebro e as células começarão a crescer através dela. Portanto, temos um cérebro blindado com um cabo. Esse cérebro pode descobrir rapidamente em que área é necessário alterar o potencial do computador para realizar certas tarefas ou gravar informações em suas células, porque ele interage com os eletrodos desde o nascimento. E este é o contato total.então a nova ideia é injetar a malha no cérebro quando ela está apenas começando a se formar, no estágio embrionário. Então estará na massa do cérebro e as células começarão a crescer através dela. Portanto, temos um cérebro blindado com um cabo. Esse cérebro pode descobrir rapidamente em que área é necessário alterar o potencial do computador para realizar certas tarefas ou gravar informações em suas células, porque ele interage com os eletrodos desde o nascimento. E este é o contato total.em qual área você precisa alterar o potencial do computador para realizar certas tarefas ou registrar informações em suas células, porque ele interage com os eletrodos desde o nascimento. E este é o contato total.em qual área você precisa alterar o potencial do computador para realizar certas tarefas ou registrar informações em suas células, porque ele interage com os eletrodos desde o nascimento. E este é o contato total.
Nastya Nikolaeva