Umělá inteligence ovládá klamné dimenze.
Poté, co vyškolili umělého člověka, aby vyprávěl zajímavé příběhy, se vědci z Texasu pokusili jít dále a zjistit mechanismus původu schizofrenie a otevřít novou kapitolu v historii medicíny - „virtuální experimentální psychiatrii“.
Velmi špatný fotbal
Řekněme, že jste vynechal důležitý fotbalový zápas, ale máte přátele, kteří sledovali zápas a již se seřadili, aby vám řekli průběh událostí. Přátelé jsou jasní a úžasní lidé, všichni se svou vlastní postavou: jeden rád zdobí, druhý - lhát, třetí - soustředit se na detaily, čtvrtý - dostat se do teorie, pátý si plete chronologii cílů, ale pamatuje si všechny tresty atd. bylo to porovnáním verzí a odfiltrováním „šumů“, budete nakonec schopni vytvořit více či méně realistickou představu o tom, jak se události vyvíjely na poli.
Do určité lítosti jste si všimli přítele N ve frontě, jehož verze fotbalových zápasů se stále více liší od ostatních a užitečné informace jsou stále méně. Jakmile N strávil nepřiměřené množství času popisováním tvaru mraků nad stadionem, další - vytvořil přesnou korelaci mezi počtem gólů a počtem nefunkčních světlometů, nebo dokonce ohromen vůbec, říkal, že on sám stál na brance, papež byl trenérem soupeřů, hra byla zbytečná a teď naléhavě uteče do zoo, aby sledoval pohár UEFA mezi tučňáky.
Prozatím to všechno vypadalo jako výstřednost, dokud vy a vaši přátelé nezjistíte, že N opravdu začal řadu v zoo, pak ztratil práci, jeho žena ho opustila a on sám vede stále více odcizený životní styl - stal se izolovaným, smutným, začal sbírat plyšové tučňáci, neodpovídá na volání …
Ve snaze pomoci N, ale v zoufalé snaze najít s ním společný jazyk, se vy a vaši přátelé obrátíte na specialisty, abyste zjistili něco jako následující.
Propagační video:
Bez ohledu na to, jak neškodné je spektrum schizo-podobných stavů, které zachycují oblast "normy", jsou rozvinuté projevy behaviorálních jevů, které se vyskytují v případě N, již spojeny s oblastí patologických dysfunkcí, jejichž nosiče se mohou stát úplně neschopnými, a to jak prožívajícími, tak způsobujícími trpícími lidmi.
Na otázku, zda je možné vrátit N ze svých světů do fotbalového klubu běžných lidí, odborníci pokrčí rameny. Přes mnoho teorií - od exotických (vědomí schizofrenického nekontrolovatelně se šíří přes velké množství paralelních příběhů) až po praktičtější (geneticky určené poruchy v dopaminové regulaci mozkových neuronů) nejsou mechanismy, které takové chování vyvolávají, jasné. Není tedy nutné počítat s úspěšnou korekcí: schizofrenické příznaky lze zastavit pomocí vhodných léků, ale za prvé, ne navždy a za druhé, za cenu závažných vedlejších účinků.
V okamžiku, kdy se ukázalo, že případ N je velkým a nevyřešeným vědeckým problémem, ve chvíli, kdy se ukázalo, že jeden z vašich přátel - specialista na umělou inteligenci, neuronové sítě a automatizované obchodní systémy, přichází úžasný nápad.
Protože samoučící se expertní systémy, které napodobují práci neuronové sítě mozku, prokazují dobré výsledky při studiu trhu a předpovídání ceny akcií, proč nestavět vypravěče robotů - neuronovou síť, která si pamatuje a opakuje správně, ale podle vlastních slov historie fotbalových zápasů?
Dále po prostudování chyb a odchylek, které N způsobuje při opakování zápasů, je možné pokusit se simulovat podobné odchylky v nervovém systému robota změnou parametrických nastavení uzlů neurální sítě.
Postupně pomocí metody výběru bude možné určit, který ze souborů v nervové konzervatoři N při zmínce, řekněme, o posledním vítězství Spartaku, místo předepsané hymny klubu, začne hrát Mendelssohnův pochod. Tím, že upozorníme na odborníky, co přesně vniklo do hlavy N a co přesně je třeba napravit, můžeme zvýšit šance na jeho nejbližší návrat do záhybu odpovídajících fotbalových fanoušků.
DISCERN - „správný“a „schizofrenický“neurokomputer
Toto je cesta, kterou zaujali Yulai Greismann a Risto Mikkulainen z Katedry informatiky na University of Texas (USA), kteří vedli smíšenou výzkumnou skupinu pro studium schizofrenie od specialistů na umělé neuronové sítě a zaměstnanců Katedry psychiatrie na Yale University. Postavili umělou neuronovou síť s názvem DISCERN, která dokáže zapamatovat a retellovat příběhy, vyškolila ji a poté na ni narazila několik hypotetických neurodysfunkcí, pravděpodobně zodpovědných za vývoj schizofrenie, porovnávající účinky vytvořené se skutečnými abnormalitami pozorovanými u skupiny schizofrenických pacientů.
Výsledky experimentu jsou publikovány v časopise Biological Psychiatry.
Na rozdíl od klasického počítače, který do své paměti zapisuje příběhy „tak, jak jsou“nebo indexuje jejich samostatné společné prvky (řekněme, slova nebo dokonce písmena) v nekonečně škálovatelné databázi, DISCERN neuronová síť vnímá, pamatuje a reprodukuje informace, vedené „správnými“vztahy mezi oddělit prvky a napodobovat tak práci skutečných mozkových souborů.
Náš výběr slov, která jsou vhodnější pro sebe „ve smyslu“v umělé neuronové síti, odpovídá výběru statisticky pravděpodobnějších spojení mezi elementy sítě. Oprava „správných“vztahů je dosažena „zaškolením“neuronové sítě.
VYTVOŘIT umělou neuronovou síťovou architekturu. Učení, zapamatování a reprodukce příběhů probíhá v řetězci neuromodulů. Proti směru hodinových ručiček od "záznamu": analyzátor vět, analyzátor historie, epizodická paměť, generátor historie, generátor vět. Samostatný blok ukazuje diagram generátoru historie - vícevrstvý perceptron, nepřímo související s epizodickou pamětí. DISCERN neuromodules spolu komunikují prostřednictvím distribuované reprezentace „významu“slov - pevné vzorce neurální aktivace: aktivují se pouze ta spojení, která mají větší váhový faktor nebo „více“význam. Koeficienty a vzorce jsou stanoveny trénováním sítě: nakonec se musí síť při přijímání určitých signálů na vstupu naučit produkovat správné signály na výstupu."Vstupní" signály jsou první řádky příběhů zapamatovaných sítí: síť musí znovu vyprávět zbytek samotného příběhu.
Srdcem architektury DISCERN je generátor příběhů. Při bližším zkoumání se ukázalo, že se jedná o klasický vícevrstvý perceptron (viz obrázek), který je nám známý z vyvíjejících se švýcarských robotů. V případě Švýcarů bylo úkolem perceptronu vnímat vnější informace („vstupní“vrstva neuronů), navazovat správná spojení (střední skrytá vrstva - „najít krychli“) a produkovat řešení („výstupní“neurony - jet až ke krychli a transportovat).
U DISCERNU jsou informace z modulu epizodické paměti přiváděny do „vstupních“neuronů a vrstva „výstup“je spojena současně s epizodickou pamětí a „generátorem vět“. Během četných tréninkových cyklů se švýcarský perceptron naučil rozpoznávat a transportovat kostky, v případě DISCERNU, „správně“reprodukovat příběhy, které si neuronová síť pamatovala.
Zahájením tréninku sítě s náhodnými spouštěcími konfiguracemi neuronových spojení můžete získat různé typy vypravěčů, kteří vypráví stejný příběh poněkud odlišným způsobem - stejně jako vaši přátelé opakují stejný zápas poněkud odlišně.
Texani se omezili na třicet konfigurací (i když jich může být tolik, kolik chcete), které nazývali „instancemi“(ve skutečnosti se jedná o virtuální osobnosti - vypravěče).
Syndrom opomíjení mozku - hlavní příčina kompulzivních schizofrenických bludů?
Celkem třicet kopií DISCERNU se naučilo používat 159slovnou slovní zásobu, opakovat 28 příběhů, z nichž každá má tři až sedm jednoduchých vět, a odlišit „špatné“příběhy od „dobrých“. Příběhy byly rozděleny do autobiografického „pozitivního“o doktorovi (příklad: „Byl jsem doktor / pracoval jsem v New Yorku / miloval jsem svou práci / byl jsem dobrý doktor“) a „negativní“o gangsterovi („Tony byl gangster / Tony pracoval v Chicago / Tony nenáviděl svou práci / Tony byl špatný gangster ).
V další fázi experimentu byla vybrána skupina schizofrenických pacientů (37 lidí) a kontrolní skupina zdravých lidí (20 lidí). Všichni byli požádáni, aby poslouchali a zapamatovali si tři jednoduché příběhy a poté je znovu nacvičili - okamžitě, po 45 minutách a po týdnu.
Po analýze výsledných textů pro obě skupiny byly sestaveny souhrnné profily, zaznamenávající pozorované odchylky (substituce obličeje, lexikální aberace, změny skriptů atd.).
Nakonec v poslední fázi experimentu změnou parametrických stavů jednotlivých neurobloků ve třiceti virtuálních vypravěčích DISCERN byly zaznamenány stejné odchylky jako v reálných profilech.
Bylo testováno celkem osm hypotetických neurodysfunkcí, pravděpodobně zodpovědných za vývoj schizofrenie.
Jedná se o poruchy spojené s pamětí (poruchy nervových spojení, kortikální šum, inhibice neuroreakce, hyperexcitace neuronů), asociativní dysfunkce (aberace sémantických spojení, hypereassociace, rozmazání a smíchání sémantických signálů) a signální dysfunkce (hyper-zvýšená mozková odpověď na predikční chybu nebo tzv. Syndrom). pravděpodobně vyvolané zvýšenou expozicí dopaminu).
Jak se ukázalo, pouze dva scénáře vyvolaly poruchy u vypravěčů DISCERN, podobné těm, které byly pozorovány u schizofreniků v reálném životě.
Ukázalo se, že se jedná o poruchy paměti a „syndrom hyperlearningu“, kdy mozek ztratí schopnost zapomenout nebo ignorovat informace, a tak udržuje normální poměr mezi šumem a signálem.
Efektivní graf experimentu DISCERN: pouze dva scénáře - dysfunkce paměti nebo pracovní paměti a předčítání (horní a dolní řádky) - podařilo se přizpůsobit profilům narativních odchylek ve schizofrenické skupině (vlevo). Při přizpůsobování profilům zdravé kontrolní skupiny již nebylo nutné měnit parametrické nastavení neuromodulů.
Když zapomněl, jak „zapomenout“, mozek ztratí schopnost rozlišovat významné informace od obrovského počtu vzrušujících signálů a začíná buď navazovat spojení, která se ve skutečnosti (alespoň v realitě našeho vesmíru) ukážou jako nefunkční (tučňáci hrající fotbal jsou signálem přijímaným při sledování Americká karikatura "Happy Feet", mozek ignorován a zesílen), nebo se utopí v moři signálů a nedokáže je uspořádat do souvislého příběhu.
V případě DISCERN vypravěčů vedl syndrom hyperlearningu (simulovaný zvýšením počtu smyček zpětné vazby učení s epizodickou pamětí) například k tomu, že roboti vyprávění začali míchat některé autobiografické příběhy s ostatními a nahrazovat tváře (dobrý lékař ukázal například zlý gangster) a činy (v jednom z opakovaných příběhů se dobrý lékař obvinil ze spáchání teroristického útoku, v jiném nazval gangstera svým šéfem) To znamená, že vyvolaly iluzorní situace specifické pro symptomatologii schizo podobných bludů.
Výsledky virtuálních experimentů s umělou neuronovou sítí samozřejmě ještě nejsou konečným důkazem správnosti jedné nebo druhé hypotézy vysvětlující vývoj schizofrenie. Samotná skutečnost, že umělá neuronová síť fungující na principech podobných mozku, v některých případech ukazuje chování podobné chování skutečných pacientů, však otevírá velmi vzrušující vyhlídky na medicínu, která ve svých rukou získala tak mocný nový nástroj, jako je virtuální experimentální psychiatrie.
To vše je v pořádku, ale paradox experimentu spočívá v tom, že pokud nervový systém robotů budoucnosti napodobuje člověka (což je přesně to, co se dosud děje), měly by se v jejich fotbalovém klubu objevit také podivné předměty, které vnímají obyčejný fotbalový zápas jako vzrušující exkurzi do paralelní reality., ze kterého bohužel zatím není návrat.