4 Hürden zur Herstellung eines digitalen menschlichen Gehirns


NEW YORK-Futuristen warnen einer technologischen Singularität auf der nicht allzu fernen Horizont, wenn künstliche Intelligenz wird gleich und schließlich menschlichen Intelligenz übertreffen. Aber bevor Ingenieure eine Maschine, die wirklich eine menschliche Geist imitiert machen können, Wissenschaftler haben noch einen langen Weg zu gehen bei der Modellierung von 100 Milliarden Nervenzellen des Gehirns und deren 100 Billionen Verbindungen.

Bereits in Europa, Neurowissenschaftler Henry Markram und sein Team die Kontroverse, aber ehrgeizige Human Brain Project, die bestrebt ist, ein virtuelles Gehirn von Grund auf neu zu bauen. US-Präsident Barack Obama kündigte Anfang dieses Jahres, dass Millionen Bundesrepublik Dollar in Richtung Bemühungen um die Hirnaktivität durch die Hirnforschung durch Förderung innovativer Neurotechnologien oder Gehirn, Initiative Karte gestellt werden.

Freitag Abend (31. Mai), analysiert ein Gremium von Experten beim World Science Festival hier in New York durch Herausforderungen stellen diese Unternehmen für Wissenschaft und Technologie. Im folgenden werden vier Hürden zu machen eine digitale Gehirn während der Sitzung diskutiert "Architekten des Geistes: eine Blaupause für das menschliche Gehirn." [10 überraschende Fakten über das menschliche Gehirn]

1. das Gehirn ist ein Computer nicht

Vielleicht könnten Wissenschaftler bauen Computer, die wie Gehirne sind, aber Gehirne nicht wie Computer laufen. Menschen haben eine Tendenz, das Gehirn, um die modernsten Maschinen des Tages, zu vergleichen, sagte Entwicklungsstörungen Neurobiologe Douglas Bereichen, dem National Institute of Child Health and Human Development. Obwohl unsere beste Analogie eines Computers ist, hinzugefügt "Es ist zu erkennen, dass das Gehirn nicht wie das überhaupt funktionieren kann demütigend" Felder.

Das Gehirn kommuniziert unter anderem durch elektrische Impulse, aber es ist ein biologisches Organ gemacht aus Milliarden von Zellen und Zellen seien im Wesentlichen nur "Taschen von Meerwasser," Felder. Das Gehirn hat keine Kabel, keine digitalen Code und keine Programme. Auch wenn Wissenschaftler treffend die Analogie des Computer-Code verwenden könnte, wüsste sie welche Sprache nicht das Gehirn geschrieben wurde.

(2) Wissenschaftler brauchen besseren Technologie

Kristen Harris, Neurowissenschaftler an der University of Texas at Austin, schlüpfte in ein Computer-Analogie selbst sagen, dass Forscher neigen dazu zu glauben, dass eine einzige Gehirnzelle hat die gleichwertige Leistung eines Laptops. Das ist nur eine Möglichkeit zur Veranschaulichung der gewaltigen Komplexität der Prozesse bei der Arbeit in jeder einzelnen Zelle.

Wissenschaftler haben die Verbindungen zwischen den einzelnen Neuronen erstaunlich detailliert, sondern nur durch ein mühsamer Prozess betrachten konnten. Sie fein schneiden Nervengewebe, Hunderte von diesen Scheiben unter dem Elektronenmikroskop zu scannen und dann zusammen wieder die Scheiben wieder in eine Computerrekonstruktion, erklärt Murray Shanahan, Professor für kognitive Robotik am Imperial College London. [Bildergalerie: schneidet durch das Gehirn]

Zu wiederholen, dass Leben mit aktueller Technologie für eine gesamte Gehirn dauern würde. Und um einen Überblick über das durchschnittliche Gehirn zu erhalten, müssten Wissenschaftler diese Billionen Verbindungen über viele unterschiedliche Gehirne zu vergleichen.

"Die große Herausforderung ist, dass ich – der Wissenschaftler – die Werkzeuge, um diese Analyse auf eine schnellere Ebene tun" Harris sagte. Sie fügte hinzu, dass Physiker und Ingenieure können möglicherweise helfen, scale-up, und sie ist zuversichtlich, dass die Gehirn Initiative diese Zusammenarbeit anspornen.

3. es geht nicht nur um Neuronen

Auch wenn neuere Maschinen alle die Billionen von Neuron Verbindungen im Gehirn effizient zuordnen könnte, hätte sich Wissenschaftler noch zu entschlüsseln, was All diese Verbindungen bedeuten für menschliches Bewusstsein und Verhalten.

Darüber hinaus sagte Neuronen nur 15 Prozent der Zellen im Gehirn ausmachen, Felder. Die anderen Zellen nennt man Glia, was ist das griechische Wort für "Klebstoff." Lange dachte man, dass diese Zellen Struktur- und Ernährung unterstützt die Neuronen haben, aber Felder sagte Glia vital Hintergrund Kommunikation im Gehirn beteiligt sein könnte, die weder elektrische noch synaptische.

Wissenschaftler haben Änderungen in Gliazellen bei Patienten mit amyotropher Lateralsklerose (ALS), Epilepsie und Parkinson entdeckt, sagte Felder. Eine Studie 2011 Anomalien in Gliazellen Astrozyten im Gehirn von depressiven Menschen, die Selbstmord begangen hatten genannt gefunden. Felder, die auch darauf hingewiesen, die Neuronen in Einsteins Gehirn waren nicht bemerkenswert, aber seine Gliazellen waren größer und komplizierter als in ein durchschnittliches Gehirn.

4. das Gehirn ist Teil eines größeren Körpers

Das Gehirn reagiert ständig zur Eingabe vom Rest des Körpers. Studium das Gehirn in einer isolierten Weg grundsätzlich ignoriert die Signale, die durch diese Pfade warnte Gregory Wheeler, ein Logiker, Philosoph und Informatiker an der Carnegie Mellon University.

"Gehirne entwickelt um den Körper in der Welt bewegen", sagte Wheeler. Anstatt das Gehirn gewissermaßen körperlosen Modellierung, sollten Wissenschaftler steckte es in einen Körper – einen Roboterkörper, das ist.

Es gibt bereits einige Beispiele für die Art von Maschine, die Wheeler im Sinn hat. Er zeigte dem Publikum ein Video von Shrewbot, die etruskische Zwergspitzmaus erstellt von Forschern am Bristol Robotics Lab im Vereinigten Königreich ein Roboter nachempfunden. Die Signale aus der Roboter sensible "Schnurrhaare" Einfluss auf seine nächsten Schritte.

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