211service.com
Neurovetenskap kan inte förklara hur en Atari fungerar
När du använder verktyg som används för att analysera den mänskliga hjärnan på ett datorchip som spelar Donkey Kong, kan de avslöja hur hårdvaran fungerar?
Många forskningsprojekt, som den amerikanska regeringens BRAIN-initiativ, försöker bygga enorma och detaljerade datamängder som beskriver hur celler och neurala kretsar är sammansatta. Förhoppningen är att använda algoritmer för att analysera data kommer att hjälpa forskare att förstå hur hjärnan fungerar.
Men den typen av datamängder finns inte ännu. Så Eric Jonas från University of California, Berkeley och Konrad Kording från Rehabilitation Institute of Chicago och Northwestern University undrade om de kunde använda sin analytiska programvara för att ta reda på hur ett enklare system fungerade.
De slog sig ner på det ikoniska MOS 6502-mikrochippet, som hittades inuti Apple I, Commodore 64 och Atari Video Game System. Till skillnad från hjärnan är denna kiselplatta byggd av människor och förstås fullt ut, ända till den sista transistorn.
Forskarna ville se hur exakt deras programvara kunde beskriva dess aktivitet. Deras idé: låta chippet köra olika spel – inklusive Donkey Kong, Space Invaders och Pitfall, som redan har bemästrats av vissa AI:er – och fånga beteendet hos varje enskild transistor när den gjorde det (som skapar cirka 1,5 GB data per sekund). i processen). Sedan skulle de släppa sina analysverktyg på data för att se om de kunde förklara hur mikrochippet faktiskt fungerar.
Till exempel använde de algoritmer som kunde undersöka chipets struktur - i huvudsak den elektroniska motsvarigheten till en hjärnans anslutning - för att fastställa funktionen för varje område. Medan analysen kunde avgöra att olika transistorer spelade olika roller, skriver forskarna i PLOS Computational Biology, resultaten kan fortfarande inte komma i närheten av en förståelse för hur processorn verkligen fungerar.
På andra ställen tog Jonas och Kording bort en transistor från mikrochippet för att ta reda på vad som hände med spelet det körde – analogt med så kallade lesionsstudier där beteende jämförs före och efter borttagandet av en del av hjärnan. Medan borttagningen av några transistorer stoppade spelet från att köras, kunde analysen inte förklara varför så var fallet.
I dessa och andra analyser gav tillvägagångssätten intressanta resultat - men inte tillräckligt detaljerade för att säkert beskriva hur mikrochippet fungerade. Även om några av resultaten ger intressanta tips om vad som kan hända, förklarar Jonas, var klyftan mellan vad som utgör 'verklig förståelse' av processorn och vad vi kan upptäcka med dessa tekniker överraskande.
Det är värt att notera att chips och hjärnor är ganska olika: synapser fungerar annorlunda än logiska grindar, till exempel, och hjärnan skiljer inte mellan mjukvara och hårdvara som en dator. Fortfarande visar resultaten, enligt forskarna, några överväganden för att etablera hjärnförståelse från enorma, detaljerade datamängder.
För det första, att bara samla en handfull högkvalitativa datamängder av hjärnorna kanske inte räcker för att vi ska förstå neurala processer. För det andra, utan många detaljerade datauppsättningar att analysera ännu, borde neuroforskare förbli medvetna om att deras verktyg kan ge resultat som inte helt beskriver hjärnans funktion.
När det gäller frågan om neurovetenskap kan förklara hur en Atari fungerar? För tillfället inte riktigt.
(Läs mer: Googles AI bemästrar Space Invaders (men det stinker fortfarande på Pac-Man) , Regeringen söker High-Fidelity 'Hjärn-dator'-gränssnitt )