رویای رو به فراموشی مغز کامپیوتری

منتشر‌شده در scientificamerican به تاریخ ۲۹ آوریل ۲۰۲۱
لینک منبع The Fading Dream of the Computer Brain

دوازده سال پیش، وقتی که من فارغ‌التحصیل کالج بودم، به خوبی از ماشین آموزشی سیلیکون ولی آگاه بودم، اما فروش شرکت‌های فن‌آوری خصوصی را به عنوان دنیایی دور از حقایق عینی در مورد زیست‌شناسی انسانی که در کلاس‌های علوم اعصاب آموزش داده بودم، در نظر گرفتم. در آن زمان، من دیدم که دانشمند علوم اعصاب هنری مارکرام در یک سخنرانی TED اعلام کرد که او راهی برای شبیه‌سازی کل مغز انسان در ابرکامپیوترها در طی ۱۰سال پیدا کرده است. این اندام شبیه‌سازی شده با کامپیوتر به دانشمندان این امکان را می‌دهد که درمان‌های جدید اختلالات و بیماری‌ها را فورا و به طور غیر‌تهاجمی آزمایش کنند، و ما را از تحقیقاتی که به آزمایش بر روی حیوانات و مداخلات ظریف بر روی افراد زنده بستگی دارد به رویکرد «in silico» در علوم اعصاب سوق دهند.

ذهن ۲۲ ساله من این را به عنوان یک پیشنهاد بیش از حد افراطی اعلام نکرد. در عوض، احساس هیجان و جسارت می‌کرد، نوعی لحظه که رویای یک قضیه علمی دور دست را به یک هدف ناگهان ملموس تبدیل می‌کند و به سرمایه‌گذاران و محققان همکار انگیزه می‌دهد تا بزرگ‌تر فکر کنند. و بنابراین من یک پروژه مستند ۱۰ ساله را با پیروی از مارکرام و پروژه مغز آبی او آغاز کردم، با شروع فیلمی که همزمان با آغاز دوره‌ای از عصب‌شناسی بزرگ بود که در آن جعبه‌های سیاه پر‌سر‌و‌صدای تولید‌شده توسط Silicon Valley به عنوان امید جدید برای درک جعبه‌های سیاه بین گوشه‌ای ما دیده می‌شدند.

شاید علاقمند به مطالعه مقاله چرا DNA خود‌به‌خود تغییر می‌کند؟ باشید.

مستند کردن چشم‌انداز مارکرام در طول یک دهه سفر من هیچ پاسخ روشنی ندارد، به جز یک مورد: که ارائه‌های درخشان و جاه‌طلبی محض، شاخص‌های ضعیفی از موفقیت در زمینه درک مکانیسم‌های بیولوژیکی پیچیده مغز هستند. امروزه، همانطور که ما شاهد بازی ذهن بودن پونگ هستیم که توسط یک میمون به عنوان بخشی از نمایش بومبیایی توسط شرکت نوریلینک الون ماسک کنترل می‌شود، بیش از هر زمان دیگری نیاز به باز کردن چرخه هایف وجود دارد تا با آنچه که آینده تکنولوژی مغز و عصب‌شناسی در انتظار بشریت است، دست و پنجه نرم کنیم.

در چنین مواردی اغلب به فراموشی انتخابی برای وعده‌های برآورده نشده گذشته تکیه می‌شود تا اشتیاق حول پیشرفت علمی و تکنولوژیکی دوباره احیا شود. هیجان اولیه من برای وعده‌های پروژه مغز آبی ادامه دارد، اما به یک تجربه پیچیده و دشوار تبدیل شده است. انتقادات و محدودیت‌های تکنولوژیکی که من در طول یک دهه پس از سخنرانی TED مارکرام با آن‌ها مواجه شدم، هر چرخه عصبی جدید را به یک یادآوری قوی از آن علاقمندان اولیه و خطر مدیریت نادرست آن‌ها تبدیل کرده است.

اولین تغییر در تفکر من حدود سه سال در زمان مستندسازی پروژه آبی مغز رخ داد. همه چیز آنطور که برنامه‌ریزی شده بود پیش نمی‌رفت: تجسم‌های با‌شکوه از اولین میلی‌متر مربع مغز موش شبیه‌سازی شده که در اتاق معاینه بازدید‌کننده موجود بود، اما عدم پیشرفت مشخصی در طول نقشه جاده به سمت مغز انسان وجود داشت. چیزی نگذشت که صحبت از یک تلاش ضروری و بزرگ‌تر به نام پروژه مغز انسان شد که به پول بیشتری نیاز داشت اما در نهایت منابع لازم برای رسیدن به هدف را فراهم می‌کرد. پیشنهادها ارائه شدند و این پروژه یک میلیارد یورو بودجه از اتحادیه اروپا دریافت کرد، تنها یک سال بعد پس از اینکه یک نامه سرگشاده توسط بیش از ۸۰۰دانشمند علوم اعصاب امضا شد که با دیدگاه اصلی در مورد چگونگی شبیه‌سازی مغز انسان و اعتراض به سبک رهبری موسس و مدیر آن، مارکرام، مخالفت کردند، در بحث و جدل غرق شد.

ممکن است مطالعه مقاله چگونه محاسبات کوانتومی می‌تواند علم شیمی را متاثر کند؟ برای شما جذاب باشد.

همان‌طور که بحث علمی و پیامدهای بین فردی به تدریج برای من روشن کرد که برنامه ۱۰ ساله بازسازی مغز انسان در یک کامپیوتر شاید در تمام طول این مدت یک رویا بوده است، من شروع به مصاحبه با منتقدان بیشتر این تلاش کردم، و با جزئیات بیشتری شروع به بررسی آنچه که حتی قصد داشتم بگویم که شما چنین کاری را انجام می‌دهید کردم. دانشمند علوم اعصاب پرینستون، سباستین Seung سوالی را در طول مصاحبه‌مان برای من مطرح کرده بود که در طول زمان برای عصبانی کردن من آمده بود، با اشاره به مشکلات علمی، اخلاقی و فکری که این کار به سمت آن‌ها هدایت شده بود: «من این سوال را از شما خواهم پرسید،» Seung شروع کرده بود، و این سوال را به زمان خودم در پروژه مغز آبی و ماهیت قطعه شبیه‌سازی شده مغز موش که محققان پروژه در تصویرسازی خیره‌کننده ارائه کرده بودند، تبدیل کرده بود. آن‌ها به شما شبیه‌سازی برخی از فعالیت‌های عصبی درون این را نشان دادند. فرض کنید که متفاوت به نظر برسد؛ از کجا می‌دانید که این درست یا غلط است؟ همانطور که پشت دوربین نشسته بود جواب داد "نمیدانم"، سئونگ تکرار کرد :"درست است، چطور کسی می‌توانست بگوید که این الگوی فعالیت درست بود یا نه؟"

مشکلات زمانی می‌رسند که فرد شروع به بازجویی از آنچه «حق» در این وضعیت مستلزم آن است، برای بازسازی یک سیستم بیولوژیکی عمیقا پر‌سر‌و‌صدا در داخل مدارهای یک ماشین کاملا برنامه‌ریزی‌شده، به نظر می‌رسد که در نهایت به یک مسئله اساسی پلتفرم برسد. زیست‌شناسی بر روی یک موتور از «اشتباهات» غیرقابل‌پیش‌بینی-شناخته‌شده به عنوان جهش-اجرا می‌شود که تنوع مشاهده‌شده در میان افراد در یک گونه را ایجاد می‌کند و با محیط ما برای هدایت تغییر تکاملی از طریق انتخاب طبیعی تعامل می‌کند. نورون‌ها همچنین به عنوان عناصر پر‌سر‌و‌صدا شناخته می‌شوند و پتانسیل‌های عملی ایجاد می‌کنند که از رویدادهای کاملا قابل‌پیش‌بینی دور هستند. از سوی دیگر، در کامپیوترها، اشتباهات ساختاری، که با عنوان «باگ» شناخته می‌شوند، به سرعت برای ایجاد یک کد کامل برای کار در دست اقدام می‌کنند.

قطعا، بسیاری از عناصر مغز انسان را می توان مدل‌سازی کرد، بررسی کرد و کلیات آن‌ها را استخراج کرد، درست مانند کاری که ما برای قلب انسان انجام دادیم تا وسیله‌ای ایجاد کنیم که بتواند در بدن من یا شما عمل کند، و ما را زنده نگه دارد. اما وقتی صحبت از ساخت یک شبیه‌سازی کامل از یک مغز انسان می‌شود، که «آگاهی دارد» و «صحبت می‌کند»، همانطور که مارکرام در اولین مصاحبه به من گفت، چگونه سیستم مشخص نرم‌افزار در حال اجرا بر روی کامپیوترها می‌تواند اشتباهات واقعا غیرقابل‌پیش‌بینی مشاهده‌شده در هر سطح از زندگی زیستی، از جهش در DNA ما تا فعالیت در یک سیناپس را ثبت کند؟

اگرچه دانشمندانی که من در طول سال‌ها با آن‌ها مصاحبه کردم، طیف وسیعی از دیدگاه‌ها را در مورد مسائل دشوار سر‌و‌صدا و هرج‌و‌مرج در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری زیست‌شناسی به اشتراک گذاشتند، اما تا زمانی که من مصاحبه‌ای را با یک متخصص مغز و اعصاب جوان‌تر در پروژه مغز آبی انجام ندادم که من پاسخی را شنیدم که از طریق برق روابط‌عمومی مثبت‌گرا قطع شد. او در پاسخ به این پرسش که چگونه یک فرد می‌تواند نوع «درست» تغییرپذیری را در شبیه‌سازی یک موجود زنده پیدا کند، گفت: «این سوال خوبی است، زیرا نوع درست، ما هرگز نمی‌توانیم بدانیم که نوع درست تغییرپذیری چیست.»

مطالعه مقاله تغییرات جدید کووید ۱۹ چگونه می‌توانند بر واکسن تاثیر بگذارند؟ توصیه می‌شود.

اگر ما هرگز نتوانیم نوع درست تغییرپذیری را بدانیم، به نظر می‌رسد چیزی که ما در تلاش برای شبیه‌سازی ساختارهای بیولوژیکی بر روی کامپیوترها درباره‌اش صحبت می‌کنیم یک سیستم دیجیتال است که دقیقا کاری را انجام می‌دهد که سازندگان آن می‌خواهند انجام دهد. با در نظر گرفتن نشانه‌هایی از هوش مصنوعی، علوم اعصاب محاسباتی به تدریج در جستجوی الگوریتم‌های کامل، پشت مغزهای بیولوژیکی باقی می‌ماند، که مانند فامیل‌های آن در یادگیری عمیق، ممکن است در نهایت جعبه‌های سیاه بیشتری تولید کند که کارها را اجرا می‌کنند اما از نظر داخلی ناشناخته باقی می‌مانند.

در سالن‌های مزرعه‌های سرور و آزمایشگاه‌های علوم اعصاب که بر روی تولید مجدد عملکرد بیولوژیکی در ماشین‌های دیجیتال تمرکز دارند، پاسخگویی اخلاقی برای هویت شبیه‌سازی تبدیل به یک مسئله مرکزی می‌شود. شبیه‌سازی فعالیت عصبی، به دور از رسیدن به بازسازی عینی «مغز انسان»، در نهایت بازتابی از تعصبات سازندگان آن‌ها خواهد بود. و وقتی صحبت از شرکت‌های فن‌آوری می‌شود که باور دارند درک یک سیستم برای دستکاری آن یا تولید مجدد یک نسخه از آن برای سود ضروری نیست، وقتی سیستم مورد نظر مغز انسان است، این به چه معناست؟

یکی از انگیزه‌های مارکرام برای شتاب بخشیدن به علوم اعصاب به سمت شبیه‌سازی کامل مغز انسان، احساس درماندگی او در مواجهه با تشخیص اوتیسم پسرش بود. در واقع، برای بسیاری از محققان در این زمینه، مقاصد پشت کار می‌تواند عمیقا شخصی و، حداقل در تئوری، بسیار مفید باشد-به همین دلیل است که من به سمت قابلیت بهبود شرایط انسانی فعال شده توسط آزمایش و جاه‌طلبی علمی جذب می‌شوم. با این حال، همچنان که رقابت فن‌آوری پیش رو است و یک نوع خاص از فروش تکنوکرات همچنان به تسلط بر گوش جمعی انسان ادامه می‌دهد، خط بین داستان و واقعیت همچنان مبهم باقی خواهد ماند، که منجر به چرخه‌های اغراق و ناامیدی می‌شود که اعتماد عمومی بلند مدت به علم را تهدید می‌کند.

این متن با استفاده از ربات مترجم مقاله علوم نورونی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.