Basta dire di no al cervello artificiale

Posso sentirlo nell'aria, così denso che posso assaggiarlo. Puoi? È la sensazione che stiamo andando-a-costruire-un-artificiale-cervello-a-ogni-momento. È trasudato nell'atmosfera dai notiziari dei media ("IBM mira a costruire un cervello umano artificiale entro 10 anni") e fontane di film di fantascienza … e anche dalla stessa ricerca scientifica, inclusi progetti come Blue Brain e IBM SyNAPSE. Ad esempio, ecco un recente comunicato stampa su quest'ultimo:

Oggi, i ricercatori IBM (NYSE: IBM) hanno presentato una nuova generazione di chip informatici sperimentali progettati per emulare le capacità del cervello per la percezione, l'azione e la cognizione.

Ora, sono romantico quanto lo scienziato successivo (come prova, vedi il mio precedente post sul monaco della scienza Carl Sagan), ma anche io porto in giro una brocca di acqua fredda per casi come questo. Qui ci sono quattro sapori di acqua refrigerata per aiutare a chiarire il palato.

Il verme nel passo

Nella storia degli Spartani nella battaglia delle Termopili, 300 soldati impediscono a un esercito di milioni di uomini di farsi strada attraverso uno stretto passo di montagna. Nelle neuroscienze sono i 300 neuroni del verme C. elegans che ostacolano la nostra comprensione delle enormi raccolte di neuroni che si trovano nel nostro cervello o nel cervello di qualsiasi mammifero.

Questo piccolo nematodi è l'organismo pluricellulare più studiato da questo lato di Alpha Centauri: sappiamo come i suoi 300 neuroni sono interconnessi e come si collegano alle migliaia di cellule del suo corpo. Eppure … Anche con la nostra visione d'occhio di questa magro creatura, non siamo in grado di dare molto senso al suo "cervello".

Quindi, dimmi dove sono stato frettoloso, ma non dovremmo darci una pausa nel saltare oltre 300 neuroni fino a 300 milioni o 300 miliardi?

Come si suol dire, 300 è una tragedia; 300 miliardi sono una statistica.

Manichini dal grande cervello

A proposito di quel massiccio esercito persiano: non sembrava mostrare l'intelligenza collettiva che ci si poteva aspettare per le sue dimensioni.

Bene, a quanto pare, questa è una preoccupazione che si applica anche al cervello degli animali, che può variare di dimensioni di più di cento volte la massa, il numero di neuroni, il numero di sinapsi, fare la sua scelta, e tuttavia non essere qualsiasi più intelligente. I cervelli ottengono le loro dimensioni non principalmente a causa dell'intelligenza che stanno trasportando, ma a causa delle dimensioni del corpo che stanno trascinando.

Ho definito questo "il grande imbarazzo della neuroscienza", e l'imbarazzo è che al momento non abbiamo una spiegazione valida del perché i corpi più grandi abbiano cervelli più grandi.

Se non possiamo spiegare cosa faccia cento volte più grande cervello per il suo utente, allora dovremmo moderare la nostra fiducia in ogni tentativo che potremmo avere per costruire un nostro cervello.

Articolazioni sfocate

Il computer su cui stai leggendo è costruito da circuiti digitali, meccanismi elettronici costruiti da cancelli chiamati AND, OR, NOT e così via. Queste porte, a loro volta, sono costruite con transistor e altre parti. Computer costruiti da circuiti digitali costruiti da porte logiche costruite da transistor. Hai un'idea. È solo perché i computer sono costruiti con "giunture taglienti" come questi che possiamo dare un senso a loro.

Ma non tutte le macchine hanno livelli piacevoli, nitidi e distinguibili come questo, e quando non lo fanno, la nozione stessa di "cancello" perde il suo significato e la nostra capacità di avvolgere le nostre teste attorno al funzionamento della macchina può rapidamente deteriorarsi.

Infatti, quando gli scienziati creano simulazioni che includono circuiti digitali che si evolvono da soli e includono la dinamica di tensione disordinata dei transistor e di altri componenti di livello più basso, ciò che ottengono sono ineleganti circuiti "gremlin" il cui comportamento è determinato da proprietà incidentali del i transistor di modo implementano i cancelli. I circuiti risultanti hanno giunzioni sfocate – cioè, la distinzione tra un livello di spiegazione e l'altro è confusa – così confusa che non è del tutto significativo dire che ci sono ancora porte logiche. Anche i piccoli circuiti costruiti o evoluti in questo modo sono quasi indecifrabili.

I cervelli sono come i computer logici e prevedibili seduti sui nostri banchi, con livelli di descrizione ben delineati? A prima vista potrebbero sembrare: aree corticali, colonne, microcolonne, neuroni, sinapsi e così via, per finire con il genoma.

Oppure, i cervelli come quei circuiti digitali hanno la possibilità di evolversi da soli, e quale non importa se la scimmia più nuda possa o meno comprendere il risultato? Potrebbero essere sfocate le articolazioni del cervello, con ogni livello inferiore che arriva fino a infettare il prossimo? Se questo fosse il caso, allora nel mettere insieme un cervello artificiale non avremo il lusso di costruire solo ad un livello e ignorare la complessità nei livelli sottostanti.

Proprio come l'evoluzione porta a circuiti digitali che non sono comprensibili in termini di porte logiche – si deve andare al livello dei transistor per incrinarli – l'evoluzione probabilmente ha portato a circuiti neurali che non sono comprensibili in termini di neuroni. Può darsi che, per capire il meccanismo neuronale, non abbiamo altra scelta che andare al di sotto del neurone. Forse fino in fondo.

… in tal caso, consiglierei di cercare altri modi, oltre a provare a costruire quello che equivarrebbe al più grande circuito gremlin nell'universo conosciuto.

instincts

Sarebbe grandioso se i cervelli potessero entrare nel mondo come tabula rasa e, durante la loro vita, imparare tutto ciò che hanno bisogno di sapere.

Grande, almeno, se speri di costruirne uno tu stesso. Perché? Perché allora potresti mettere insieme un cervello artificiale avente le proprietà strutturali generali del cervello reale e dotato di un algoritmo di apprendimento generale, e lasciarlo libero sul mondo. Fuori sarebbe andato, evidenziando la brillantezza che speravi.

Questo è conveniente per il costruttore di un cervello artificiale, ma non così conveniente per il cervello stesso, artificiale o meno. I cervelli degli animali non entrano nel mondo come liste vuote. E loro non vorrebbero. Beneficiano dell '"apprendimento" delle innumerevoli generazioni di selezioni tra i loro antenati accumulate. I veri cervelli sono instillati dall'istinto. Riflessi non semplici, ma speciali algoritmi di apprendimento progettati per imparare molto velocemente il giusto tipo di cose dato che l'animale si trova nel giusto tipo di habitat. Siamo pieni di funzioni, o di capacità evolute, di cui siamo ancora per lo più inconsapevoli.

Per concretizzarli dovremo capire l'habitat naturale della mente e come la mente si inserisce in essa. Ho chiamato il set di tutte queste funzioni o poteri del cervello il "teleome" (un nome che enfatizza la teleologia imperturbabile che è necessaria per dare un senso al cervello, ed è allo stesso tempo progettato per razz le "-ome" parole d'ordine come 'genoma' e 'connectome').

Se i cervelli veri pullulano di istinti, anche i cervelli artificiali vogliono esserlo; perché ricevere l'impegnativo compito di fare tutto in una generazione, quando può essere riempito fin dall'inizio dalla saggezza degli antichi?

E ora si può vedere il problema per il costruttore di cervello artificiale. Ottenere le proprietà generali del cervello non è abbastanza. Invece, il costruttore è gravato dal compito oneroso di riempire il cervello con una montagna di istinti (qualcosa che richiederà molte generazioni di futuri scienziati di disfare i bagagli, mentre lottano per costruire il teleome), e in qualche modo riuscirà a codificare tutta quella saggezza in la struttura fine dell'organizzazione del cervello.

Le buone notizie

Forse sono un ronzio. Ma preferisco dire che è importante uccidere il brusio, perché oscura tutto il ronzio giustificato che ci attende in neuroscienza e intelligenza artificiale. E c'è molto. Costruire cervelli artificiali può essere una parte del nostro futuro, anche se non ne sono convinto, ma per il prevedibile futuro in scala di secolo, vedo solo fiasco.

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Mark Changizi è un neurobiologo evolutivo e direttore di Human Cognition presso 2AI Labs. È autore di The Brain di 25000 Feet , The Vision Revolution , e del suo ultimo libro, Harnessed: come linguaggio e musica imitano la natura e Transformed Ape to Man . Questo articolo è apparso per la prima volta il 16 novembre 2011 presso Discover Magazine.