Сделан еще один шаг к созданию «мозгоподобных» компьютеров

Эту клеточную конструкцию назвали grid-сетью ориентации в 3D-пространстве. Иллюстрация Depositphotos/PhotoXPress.ru

В Белом доме недавно была проведена встреча с участием ведущих технологических компаний в области искусственного интеллекта (AI – Artificial Intelleсt). Слоганом этого своеобразного саммита стало «AI для индустрии».

В середине XX века ученые обратили внимание на то, что крысы с повреждением гиппокампа (извилины морского конька, расположенной на нижней поверхности височной доли) ведут себя гиперактивно, попадая в новую для них обстановку. Запись активности гиппокампальных нейронов с помощью восьми электродов позволила открыть клетки места (place cells).

Гиппокамп, вернее, его нервные клетки являются хранилищем памяти, в том числе и о месте («и дым Отечества нам сладок и приятен»). Со временем были открыты клетки, возбуждающиеся при том или ином положении головы, а также при движении в определенном направлении.

Рядом с извилиной находится участок коры внутренней, или медиальной поверхности височной доли с интересным названием – subiculum, или подпорка. Но его нейроны молчали, а вот в соседнем энторинальном комплексе (ЭРК) буквально «голосили», когда крыса оказывалась рядом со знакомыми ей местами в клетке. В 2005 году удалось установить, что нейроны ЭРК самоорганизовывались в ячейки. Эту клеточную конструкцию назвали grid-сетью ориентации в 3D-пространстве. Через восемь лет подобные соты нейрофизиологи Университета Дрексела в Филадельфии обнаружили у людей.

Название ЭРК переводится как нечто локализующееся внутри и близко к носу. И действительно, этот участок коры височной доли «смотрит» в сторону носа. Крысам соты ЭРК помогают сокращать путь к цели, но у человека grid-нейроны связаны не только с гиппокампом и расположенной рядом с ним миндалиной (Amygdala), генерирующей страх, но также и с эмоциональной корой предлобной (префронтальной) коры.

Через пару лет после этого триумфа журнал Nature опубликовал статью «Гибридный компьютер, использующий нейросеть с динамической внешней памятью». Речь в ней шла о попытке создания нейронного компьютера. Идея использования нейросетей была развита в работе, опубликованной в начале апреля 2018 года. Проблема, однако, в том, что нейросети расходуют мегаватты энергии.

Решение проблемы видится в использовании так называемых мемристоров, запоминающих сопротивление предыдущему току. В феврале 2018 года был предложен их вариант в виде мемтранзистора, авторы которого полагают, что мир сделал еще один шаг в направлении «мозгоподобных» компьютеров. Свой прогноз они изложили все в том же Nature. Неудивительно поэтому, что последний в начале мая опубликовал статью «Векторная навигация с использованием гридоподобного представления в искусственных агентах». Авторы, работающие в Колледже Лондона, отталкивались от того факта, что нейроны ЭРК-сот обеспечивают многомерную презентацию окружающего пространства. Это позволяет планировать движение к цели.

Обучение нейросетей дало возможность компьютеру копировать функцию грид-клеток. Это стало надежной базой для машинного «агента» локализовать цели в меняющемся окружении. Такой подход оптимизировал навигацию. Во многих комментариях к этой работе говорилось, что AI,  подобно человеку, научился находить выход из лабиринта.

В заключение ученые отметили, что их результаты опирались на нейробиологическую теорию, согласно которой «сотовые» нейроны крайне важны для векторной навигации в среде без указателей и подсказок.