Symulowali 1% ludzkiego mózgu
Japońscy i niemieccy naukowcy przeprowadzili najszerzej zakrojone w historii aktywności neuronów ludzkiego mózgu. Uczeni wykorzystali japoński superkomputer K. Maszyna wyposażona w 82 944 procesory i 1 petabajt pamięci pracowała przez 40 minut i w tym czasie przeprowadziła symulację 1 sekundy pracy 1,73 miliarda komórek połączonych za pomocą 10,4 biliona synaps.
Symulacja objęła zatem 1% rzeczywistych rozmiarów mózgu. Łatwo można obliczyć, że gdyby skalowanie mocy obliczeniowej odbywało się liniowo, to symulowanie pracy 1 sekundy całego mózgu zajęłoby superkomputerowi K ponad 66 godzin.
Skoro komputery pracujące w petaskali, takie jak komputer K, są w stanie symulować obecnie 1% ludzkiego mózgu, to oznacza, że będziemy mogli symulować pracę całego mózgu za pomocą komputerów pracujących w eksaskali, które prawdopodobnie pojawią się w kolejnej dekadzie - mówi lider projektu Markus Diesmann.
Jednak, jako że mózg jest znacznie bardziej złożonym systemem niż komputer, do jego pełnej symulacji potrzeba nie tylko olbrzymiej mocy obliczeniowej. Nie powinniśmy zatem oczekiwać, że za 10 lat pojawi się komputer zdolny dorównać ludzkiemu mózgowi.
Komentarze (33)
pogo, 5 sierpnia 2013, 17:28
1% i to tak powoli... Zaczynam tracić nadzieję na przeniesienie mojego umysłu do komputera :/
tomacaster, 5 sierpnia 2013, 17:45
Chcesz, żeby technologia rozwijana przez człowieka od ok. 70lat miała od razu dorównywać technologii rozwijanej od setek milionów? Bez przesady, za jakieś 40-50 lat będzie to możliwe, ale na pewno nie teraz
pogo, 5 sierpnia 2013, 20:35
Mnie całkowicie zadowoli opcja "za mojego życia", żebym mógł z tego skorzystać
Grzegorz Kraszewski, 5 sierpnia 2013, 21:25
Ale ci badacze wcale nie symulowali układu neuronów w jakiś sposób zbliżonego do fragmentu ludzkiego mózgu. Gdyby tytuł wiadomości miał być precyzyjny, powinien brzmieć "Badacze zasymulowali sieć neuronową o ilości neuronów i synaps odpowiadającej 1% ludzkiego mózgu".
makmag, 5 sierpnia 2013, 22:59
Ciekawa wiadomość. Zaczyna coś ruszać w tym temacie
Pogo, jeśli pociągniesz jeszcze 30 lat, to się załapiesz na pierwsze skanowanie.
radar, 5 sierpnia 2013, 23:13
Musisz zacząć prowadzić pamiętnik, najlepiej w formie cyfrowej. Siadasz i opowiadasz co wiesz etc. potem ktoś to może przerzuci do "komputera", ale jak znam życie (i widzę spadek jakości systemu nauczania i dzisiejszą młodzież = przyszłych naukowców) to taki komputer odpowie "a na ch** mi ten kaktus, będą mi ładować jakiegoś 'neandertalczyka' do pamięci jak muszę wrzucić focie na fejsa"
W pełni popieram.
Niech lepiej się dowiedzą jak dokładnie działa mózg.
rahl, 6 sierpnia 2013, 00:14
No i właśnie poznaniu funkcjonowania ludzkiego mózgu służą takie symulacje.
tommy2804, 6 sierpnia 2013, 02:53
Tylko 1% lub aż 1%. Punkt widzenia zależy od punktu siedzenia.
Grzegorz Kraszewski, 6 sierpnia 2013, 08:14
mjmartino, 6 sierpnia 2013, 08:41
Symulacje czyli.. co tak na prawdę ?
Komunikowali się z synapsami i odbierali jakieś sygnały z nich czy po prostu szło -> zapytanie do synapsy a ona odpowiadała ?
pogo, 6 sierpnia 2013, 08:54
@Grzegorz Kraszewski
A moim zdaniem nas zbliża. Zawsze łatwiej jest zacząć od symulacji losowej sieci niż od razu kombinować z kopiowaniem rzeczywistej. Jeśli udało się skutecznie zasymulować losową sieć to następnym etapem może być symulacja prawidłowej sieci.
testy lepiej zaczynać od prostych rzeczy, żeby potem nie tracić czasu jeśli wszystko jest źle.
Astrych, 6 sierpnia 2013, 09:16
Niestety nie mogę znaleźć bardziej szczegółowych informacji jakiego typu sieć neuronową symulowali. Zapewne była to sieć neuronowa podpadająca pod trzecią generację tego typu sieci, czyli bazująca na neuronach impulsujących. Pytanie tylko jaki model neuronów impulsujących został wykorzystany. Czy był to model Izhikevicha: http://www.izhikevich.org/human_brain_simulation/Blue_Brain.htm
czy może najbardziej zlożony znany nam model neuronu, czyli model Hodgkina-Huxley'a? Nie wiadomo też czy zastosowano jakieś modele plastyczności synaptycznej. Czy coś wie na ten temat?
@mjmartino
Ponieważ celem było zbadanie możliwości technologicznych przy wykonywaniu takich symulacji, to prawdopodobnie sieć nie miała żadnych połączeń na wejściu i wyjściu, tylko byla to losowo wygenerowana sieć bazująca na jakimś modelu neuronów impulsujących. Krótko mówiąc jeden wielki chaotycznie zachowujący się układ. Tu masz pokazane jak za pomocą rezystorów i kondensatorów można zamodelować neuron Hodgkina-Huxley'a:
http://icwww.epfl.ch/~gerstner/SPNM/node14.html
Teraz wyobraź sobie 1,73 miliarda losowo połączonych tego typu układów
radar, 6 sierpnia 2013, 10:28
Przecież SSN to nie jest nie wiadomo jakie novum, a nie wiedząc jak dokładnie działa mózg skąd mamy wiedzieć jak ma wyglądać jego model (czy model neuronu) i jak go symulować. Jedyne o czym się przekonali to jak sprawdza się ta maszyna przy jakimś określonym, uproszczonym modelu, czyli popieram Grzegorza, nie "Symulowali 1% ludzkiego mózgu" tylko symulowali jakiś model sieci neuronowej (a czy to 1% czy 0,0001 czy 10, i czy mózgu ludzkiego czy muchy to nie wiadomo).
glaude, 6 sierpnia 2013, 11:23
@Astrych
Sądzę, że robili to według modelu Hodgkina-Huxleya- bo jest łatwiejszy to symulacji. Iżykiewicz zakłada warianty odpowiedzi neuronalnej (impulsowej) na wyjściu w zależności od cech potencjału presynaptycznego, co komplikuje znacznie obliczenia.
@Grzegorz Kraszewski
Masz rację, chociaż co oni tak naprawdę robili, to trudno przewidzieć.
Sęk przecież w tym, ze ludzki OUN działa piętrowo i kora nowa bez stałej impulsacji z układu siatkowatego w zasadzie nie jest w stanie wygenerować nic, mimo ciągłego dopływu potencjałów z neuronów czuciowych różnych modalności.
Oni też musieli coś "nadać" na wejściu, zeby coś wygenerować na wyjściu.
glaude, 6 sierpnia 2013, 11:33
@radar
Dokładnie, to faktycznie nikt nie wie jak działa mózg- ale jego części już tak. Poznano zasadę kodowania neuronalnego impulsów (pojedynczych neuronów) i warunki powstawania potencjałów czynnościowych. Zasada sumowania przestrzennego i czasowego jest znana od kilkudziesięciu lat. Wiadomo też jak powstaje potencjał wzgórka aksonowegoi kiedy generuje potencjał czynnośćiowy.
A co najważniejsze znany jest w neuronauce model kolumny korowej (bo zakładam, ze 'rozmawiamy' o korze nowej), jako nieredukowalny moduł (jednostka) przetwarzania kory nowej.
Natomiast masz rację, co poparcia @ Grzegorza.
Oni po prostu statystycznie obliczyli ile w korze nowej znajduje się "pi razy oko" neuronów i synaps i na tej podstawie stworzyli model komputerowy, który odwzorowywał ich liczbę. Nic więcej.
MrVocabulary (WhizzKid), 6 sierpnia 2013, 13:40
Jednak nawet modele analogowe ze 100 neuronów wiele wniosły, a sieci neuronowe w informatyce są coraz częściej wykorzystywane. Krok po kroku =]
pogo, 6 sierpnia 2013, 14:44
Nie zadowala mnie to. Chcę aby tam została przeniesiona moja świadomość, a nie pamięć i sposób myślenia. Nawet jeśli to będzie miało własna świadomość, to nadal będzie to co najwyżej kopia mojej świadomości, a nie ona sama. (Sposób jak wyobrażam sobie przeniesienie świadomości tak aby nie była to kopia i zabicie oryginału niedawno opisywałem w innym wątku.)
glaude, 6 sierpnia 2013, 15:04
@pogo:
"Chcę aby tam została przeniesiona moja świadomość, a nie pamięć i sposób myślenia. Nawet jeśli to będzie miało własna świadomość, to nadal będzie to co najwyżej kopia mojej świadomości, a nie ona sama."
Obawiam się, ze to niemożliwe. Tzn. zależy jeszcze od tego jak definiujesz świadomość. Natomiast jest ona niepowtarzalna w takim samym sensie, jak niepowtarzalny jest każdy człowiek jako jednostka (genetycznie i, zwłaszcza w przypadku neuronów i gleju epigenetycznie).
Żeby to lepiej zrozumieć proponuję zagłębienie się w popularnonaukowej lekturze Antonio Damasio "Jak umysł zyskał jaźń". Okazuje się, ze bez "bebechów" i ich reprezentacji wewnętrznych (zwłaszcza tych emocjonalnych) w korze nowej, nie ma mowy o jaźni- a w domyśle o świadomości (czymkolwiek ona jest).
P.S.
Zaś co do pamięci, zwłaszcza epizodycznej i autobiograficznej (niektórzy dają tu znak równości) nie wyobrażam sobie funkcjonowania umysłu,zresztą bez semantycznej również. Jak można coś tworzyć nie mając podstaw reprezentacji czegokolwiek, lub podestawy (reprezentacje) te zniszczone?
radar, 6 sierpnia 2013, 15:05
Oczywiście, ale czy to była symulacja ludzkiego mózgu? Jak mózg decyduje co zapamiętać, a co wymazać z pamięci? Co to jest "ja"? Mało jeszcze wiemy, bardziej "mechanicznie" (neurony, synapsy, sygnały, odpowiedzi...), ale "dlaczego?"
A ja opisałem tam wymagania na dość duży UPS?
To może wolałbyś zostać cyborgiem?
Mózg Ci przeszczepią do robota i problem świadomości "z głowy". Wydaje się, że nie powinno tam być zbyt wielu połączeń... 
nie mogłem się powstrzymać 
pogo, 6 sierpnia 2013, 21:39
Moim zdaniem najlepszą metodą na przeniesienie umysłu do komputera jest stopniowe wszczepianie kolejnych układów, które będą wspomagały normalną pracę mózgu i stopniowo będą zastępować starzejący się umysł. Każdy neuron z czasem będzie zastępowany przez odpowiedni scalak, ale w taki sposób by to mózg (albo to co z niego zostało) decydowało o sposobie zastąpienia (i żeby z czasem te scalaki potrafiły tak samo jak oryginalny organ decydować o takich zastąpieniach)
Na razie to s-f, ale może jeszcze za naszego życia...
Trochę mi się marzy taki Ghost in the Shell. W sumie wystarczy mi nieśmiertelny mózg i rozszerzanie jego możliwości dodatkowymi układami. Coś co zastąpi resztę ciała potraktuję jako miły dodatek. Najważniejsze to śledzić co jeszcze ludzie wymyślą... i ewentualnie przespać okresy gdy będzie się robiło nudno.
Grzegorz Kraszewski, 7 sierpnia 2013, 11:02
Moim zdaniem świadomość to zjawisko zachodzące na poziomie kwantowym, w związku z czym żadna symulacja mózgu przeprowadzona klasycznymi technikami nie jest w stanie wygenerować świadomości.
pogo, 7 sierpnia 2013, 12:37
To jest bardzo prawdopodobne (nawet coś o tym było na KW). Na szczęście komputery kwantowe też mają szansę zaistnieć za naszego życia
radar, 7 sierpnia 2013, 14:08
Tyle, że mózg to maszyna elektryczno-chemiczna. Układ też taki musiałby być, a tak po przemyśleniu uważam, że cyborg jest... ślepą ścieżką ewolucji
Nie dość, że musimy zasilać robota, to jeszcze musimy utrzymać przy życiu mózg. Coś musi dostarczać (serce) utlenioną (płuca) krew ze składnikami odżywczymi (układ trawienny) i hormonami (tarczyca...) etc. Oczywiście będą to mikro zamienniki, ale jednak, do tego uzależnienie od tlenu. Dopóki skynet nie uzyska świadomości to lipa
glaude, 7 sierpnia 2013, 14:23
@Grzegorz Kraszewski napisał:
"Moim zdaniem świadomość to zjawisko zachodzące na poziomie kwantowym, w związku z czym żadna symulacja mózgu przeprowadzona klasycznymi technikami nie jest w stanie wygenerować świadomości."
Mógłbyś rozwinąć tę myśl, bo nie rozumiem tego poziomu kwantowego?
Jednak jeśli chodzi o zjawiska fizyczne to w zasadzie wszystko przecież odbywa się na poziomie kwantowym i tak jest zapewne najdokładniej możliwe do opisania.
Jednak niektóre rzeczy dają się wytłumaczyć w sposób zadowalający na poziomach "makro". Zależy jak co definiujesz.
Dla mnie świadomość to nic innego jak procesy uwagi korowej. Procesy uwagowe z niższych pięter (mimo zorganizowanej synchronizacji multimodalnej) nie kwalifikują się do pojęcia świadomości, gdyż zachodzą w czasie rzeczywistym, są ewidentnie mechanizmen sensoryczno-efektorowym i są przez to niewartościujące- przebiegają na zasadzie wszystko, albo nic.