Сеть копирует мозг

С началом активного применения магниторезонансной томографии для изучения связей в мозгу человека и животных количество данных растет взрывным образом. Для карт мозговой активности появился даже специальный термин, «коннектом», аналогичный термину «геном». Науку же о возбуждении сетей нейронов в мозгу именуют «коннектомикой».

Искусственные нейронные сети, несмотря на свое громкое название, это пока всего лишь набор обучаемых компьютерных программ. До мозга им так же далеко, как до небес, однако они могут имитировать некоторые функции мозга, поэтому служат инструментом его изучения. Таким образом, две области знания, ИИ и коннектомика взаимно влияют друг на друга.

Именно об этом новая работа группы канадских ученых, выполненная под руководством доктора Братислава Мизика из Неврологического института-госпиталя Университета Мак-Гилла. Сначала на основе открытого архива коннектомов человеческого мозга исследователи реконструировали характеристики связей нейронных цепей в мозгу человека. Затем они воспроизвели полученную иерархическую сетевую архитектуру в кодах нейронной сети, которая, подобно кластерам нейронов в мозгу, состоит из многочисленных программных элементов со своими входами и выходами. Ученые изучили ее фукции и показали, что принципиально модульная нейроморфная сеть способна обучаться быстрее традиционного ИИ. Она более гибка и более эффективна в решении когнитивных задач, например распознавании речи или управлении перемещением в пространстве. Круг таких задач у нейроморфной сети шире, а контексты разнообразнее.

Братислав Мизик отмечает, что две научные дисциплины, ИИ и коннектомика, довольно сильно разошлись, несмотря на общие корни. Работа же его группы послужит поиску общих принципов организации интеллекта, хотя пока она только копирует еще не понятые свойства мозга.

(Nature Machine Intelligence, т. 3, с. 771, 2021)