Tvoja myseľ už nemusí patriť len tebe. Vedci vytvorili AI, ktorá vie naklonovať mozog. Sme na prahu digitálnych klonov?
Výskumníci vytvorili prvú digitálnu dvojičku vizuálnej časti myšacieho mozgu. Tento presný AI model nám dovoľuje vykonávať rôzne experimenty.
Výskumníci zo Stanford Medicine v novej štúdii predstavili technológiu založenú na umelej inteligencii, ktorá by mohla vytvoriť dokonalú kópiu ľudského mozgu a možno aj tvoju “digitálnu dvojičku”.
Autori štúdie veria, že rovnako ako piloti cvičia na leteckom simulátore, tak aj výskumníci by mohli v budúcnosti vykonávať experimenty na digitálnom modeli ľudského mozgu. V rámci štúdie sa podarilo autorom vybudovať AI model vizuálneho kortexu myši a pomocou neho predpovedať ako neuróny zareagujú na rôzne vizuálne vnemy.
“Využili sme umelú inteligenciu na vybudovanie digitálnej dvojičky časti myšacieho mozgu, ktorá sa zaoberá vizuálnou informáciou,” hovoria autori štúdie.
Digitálne dvojičky
Táto digitálna dvojička bola trénovaná na veľkom datasete mozgovej aktivity. Ten získali výskumom reálneho vizuálneho kortexu myší, ktoré sledovali klipy z filmov. Na základe týchto dát potom dokázali predpovedať, ako sa obrovské množstvo neurónov aktivuje pri vzhliadnutí nového videa. Digitálne dvojičky by mohli urobiť výskumy toho, ako mozog pracuje oveľa jednoduchšie.
“Keď vybudujeme mimoriadne presný model mozgu, znamená to, že môžeme urobiť oveľa viac experimentov. Na základe výsledkov vyhodnotíme, ktoré majú najväčší prísľub. Tie môžeme následne otestovať v skutočnom mozgu,” hovorí Andreas Tolias, spoluautor štúdie.
Predchádzajúce AI modely vizuálneho kortexu dokázali simulovať reakciu mozgu len na stimul, ktorý videli v tréningových dátach. Nový model dokáže predpovedať reakciu mozgu na oveľa širšie spektrum vizuálnych vnemov. Tento model myšacieho vizuálneho kortexu je príkladom základového modelu. Ide o relatívne novú triedu AI modelov, ktoré sa dokážu učiť z veľkých datasetov. Získané poznatky následne dokážu aplikovať na nové úlohy a nové typy dát.
Na trénovanie modelu výskumníci ako prvé nahrali aktivitu vizuálneho kortexu reálnych myší počas toho, ako sledovali bežné filmy. Išlo o zábery, ktoré sa snažili replikovať, čo by myš videla v prirodzenom prostredí. Autori štúdie priznali, že bolo ťažké zostrihať film, ktorý by pre myš pôsobil realisticky. Nakoniec ale zistili, že akčné filmy sú pre myši najlepšie.
Neprehliadni
Myši majú zrak s nízkym rozlíšením. Pre lepšiu predstavu, ich normálny zrak sa podobá na naše periférne videnie. Znamená to, že skôr vnímajú pohyb, než detaily alebo farbu.
“Myši majú radi pohyb, ktorý silno aktivuje ich vizuálny systém. Preto sme im pustili filmy, ktoré majú veľa akcie,” vysvetľuje Tolias.
Predpovedanie mozgovej aktivity
Zvieratám pustili krátke klipy z akčných filmov. Dokopy autori štúdie zaznamenali viac ako 900 minút mozgovej aktivity ôsmich myší. Pre zaujímavosť, medzi filmami, ktoré vedci myšiam pustili, bola aj kultovka Mad Max. Získané dáta mozgovej aktivity následne vedci využili na trénovanie hlavného modelu. Z tohto AI modelu neskôr vytvorili digitálnu dvojičku pre každú jednu z ôsmich myší.
Digitálna dvojička dokázala mimoriadne presne simulovať neurónovú aktivitu myši, z ktorej bola vytvorená. To výskumníci otestovali na rôznych nových vizuálnych stimuloch, napríklad na videách alebo statických obrázkoch. Digitálna dvojička bola trénovaná len na neurónovej aktivite, no nové modely dokázali generalizovať aj na ďalšie typy dát. Digitálna dvojička jednej konkrétnej myši dokázala predpovedať anatomickú polohu a typ bunky pre tisíce neurónov vo vizuálnom kortexe. Zároveň dokázala simulovať aj prepojenia medzi týmito neurónmi.
Autori štúdie vysvetľujú, že digitálna dvojička môže fungovať dlho po tom, ako živočích umrie. Výskumníci by teda dokázali vykonať prakticky neobmedzené množstvo experimentov na rovnakom zvierati. Experimenty, ktoré dnes trvajú roky, by mohli byť vykonané len za niekoľko hodín. V tomto smere autori priznávajú, že sa snažia otvoriť “čiernu skrinku” a porozumieť mozgu na úrovni individuálnych neurónov. Zároveň veria, že postupom času dokážu takúto digitálnu dvojičku vytvoriť pre časti ľudského mozgu a neskôr aj pre celý mozog.
Komentáre