Η Πανεπιστημιακή Σχολή του Χάρβαρντ και το Google DeepMind επαναπροσδιορίζουν την έρευνα στη νευροεπιστήμη με την ανάπτυξη προγράμματος τεχνητής νοημοσύνης το οποίο μπορεί να μιμείται τις κινήσεις πραγματικών ποντικών. Αυτή η πρόοδος στην τεχνητή νοημοσύνη υπόσχεται να πρωτοπορεί στις μελέτες νευροεπιστήμης βασισμένες σε υπολογιστή.
Οι ερευνητές του Χάρβαρντ και οι επιστήμονες της τεχνητής νοημοσύνης στο DeepMind έχουν αποκαλύψει τα ευρήματά τους για την “Προγραμματισμένη Νευρωνική Δραστηριότητα Σε Όλη την Συμπεριφορά” στο περιοδικό Nature. Με επιτυχία εκπαιδεύσανε τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα με δεδομένα υψηλής ανάλυσης καταγεγραμμένα από πραγματικούς ποντίκους, δημιουργώντας ένα περίπλοκο “εγκέφαλο πρόγραμμα” για τα σιμουλαρισμένα πλάσματα.
Περαιτέρω πειράματα δείχνουν την ικανότητα της τεχνητής νοημοσύνης να διαχειρίζεται το σώμα του εικονικού ποντικού μέσα σε ένα σιμουλαρισμένο περιβάλλον που αναπαριστά την φυσική κόσμου, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας. Οι ερευνητές είναι ειδικά ενθουσιασμένοι για τη δυνατότητά τους να προβλέπουν τη νευρωνική δραστηριότητα σε πραγματικούς ποντίκους βασιζόμενοι στις κινήσεις του εικονικού τους αντικειμένου. Για παράδειγμα, μπορούν να προβλέψουν τη νευρωνική δραστηριότητα που θα συμβεί όταν ένας ποντίκος κάνει ένα βήμα προς τα εμπρός.
Αυτή η τεχνολογική καινοτομία, η οποία επιτυγχάνει την αναπαραγωγή της συμπεριφοράς των ποντικών που δεν συμπεριλήφθηκαν στα αρχικά δεδομένα εκπαίδευσης, θα μπορούσε να επεκταθεί σε πιο περίπλοκες προβλέψεις στο μέλλον. Ενώ οι άνθρωποι μπορούν να προτραπούν να εκτελέσουν συγκεκριμένες ενέργειες για τη μελέτη της νευρωνικής δραστηριότητας, τέτοια άμεση πειραματική προσέγγιση δεν είναι εφικτή με τους ποντίκους. Αυτό το μοντέλο προσομοίωσης θα μπορούσε να ξεπεράσει τις επιστημονικές προκλήσεις που σχετίζονται με τη συμπεριφορά και την γνωστική των ζώων.
Η ομάδα πιστεύει ότι αυτή η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για την “εικονική νευρολογία”, όπου τα τεχνητά ζώα που εκπαιδεύονται να ενεργούν σαν τα ζώντα αντίστοιχά τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των νευρωνικών κυκλωμάτων. Επισημαίνουν ότι ο στόχος τους είναι να βοηθήσουν στην κατανόηση του πώς ο εγκέφαλος οργανώνει πολύπλοκες συμπεριφορές, ανοίγοντας έτσι νέους δρόμους στη νευρολογική έρευνα.
Σημαντικές ερωτήσεις:
1. Πώς η τεχνητή νοημοσύνη προσομοιώνει τη συμπεριφορά των ποντικών με τόση ακρίβεια;
2. Ποιες είναι οι επιπτώσεις αυτής της έρευνας στις μελέτες ζώων στη νευροεπιστήμη;
3. Ποιες είναι οι πιθανές επιδράσεις στον τομέα της υγείας, ειδικά στην κατανόηση και τη θεραπεία νευρολογικών διαταραχών;
4. Υπάρχουν ηθικές ανησυχίες όσον αφορά τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης στην προσομοίωση ζωντανών οργανισμών;
5. Πώς μπορεί να εφαρμοστεί αυτή η τεχνολογία σε άλλα είδη ή σε πιο περίπλοκες συμπεριφορές;
Απαντήσεις:
1. Η τεχνητή νοημοσύνη προσομοιώνει τη συμπεριφορά των ποντικών χρησιμοποιώντας αλγόριθμους μηχανικής μάθησης εκπαιδευμένους σε δεδομένα υψηλής ανάλυσης καταγεγραμμένα από πραγματικούς ποντίκους. Αυτά τα δεδομένα εκπαιδεύουν την τεχνητή νοημοσύνη να κατανοεί και να προβλέπει τη νευρωνική δραστηριότητα που συσχετίζεται με διάφορες κινήσεις.
2. Αυτό θα μπορούσε να μειώσει ή ακόμη και να εξαλείψει την ανάγκη για χρήση ζώων σε κάποιους τύπους ερευνών νευροεπιστήμης, οδηγώντας έτσι σε πιο ανθρώπινες επιστημονικές πρακτικές.
3. Κατανοώντας πώς ο εγκέφαλος οργανώνει πολύπλοκες συμπεριφορές σε ένα ελεγχόμενο εικονικό περιβάλλον, οι ερευνητές θα μπορούσαν να αναπτύξουν καλύτερες θεραπείες για νευρολογικές διαταραχές και να βελτιώσουν τα νευρικά προσθετικά.
4. Ενώ η εργασία αυτή θα μπορούσε να μειώσει τις δοκιμές σε ζώα, ηθικά ζητήματα μπορεί να περιλαμβάνουν ζητήματα συνείδησης ή αίσθησης της ζωντάνιας στην τεχνητή νοημοσύνη καθώς γίνεται πιο προηγμένη.
5. Εάν επιτύχει με τους ποντίκους, αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να επεκταθεί για να μοντελοποιήσει άλλα είδη, οδηγώντας σε ευρύτερες γνώσεις στη λειτουργία του εγκεφάλου σε ολόκληρο το βασίλειο των ζώων.