Tekoäly hallitsee harhaanjohtavia ulottuvuuksia.
Koulutettua keinotekoisen ihmisen kertomaan mielenkiintoisia tarinoita, Texasin tutkijat yrittivät mennä pidemmälle ja selvittää skitsofrenian alkuperämekanismin avaamalla uuden luvun lääketieteen historiaan - "virtuaalisen kokeellisen psykiatrian".
Hyvin väärä jalkapallo
Oletetaan, että unohdit tärkeän jalkapallopelin, mutta sinulla on ystäviä, jotka katsoivat ottelua ja ovat jo rivissä kertoaksesi sinulle tapahtumien kulun. Ystävät ovat valoisia ja ihania ihmisiä, joilla kaikilla on oma luonteensa: yksi tykkää kaunistaa, toinen - valehdella, kolmas - keskittyä yksityiskohtiin, neljäs - päästä teoriaan, viides sekoittaa tavoitteiden aikajärjestyksen, mutta muistaa kaikki rangaistukset jne. vertaamalla versioita ja suodattamalla "kohinat" voit lopulta muodostaa enemmän tai vähemmän realistisen kuvan siitä, kuinka tapahtumat tapahtuivat kentällä.
Jotkin valitettavasti huomasit jonossa ystävän N, jonka jalkapallo-otteluiden versiot eroavat aina enemmän ja enemmän ja hyödyllistä tietoa on vähemmän. Kun N vietti kohtuuttoman paljon aikaa pilvien muodon kuvaamiseen stadionin yläpuolella, toinen - hän löysi tarkan korrelaation maalien määrän ja toimimattomien valonheittimien määrän välillä tai jopa hämmästynyt sanoen, että hän itse seisoi maalilla, paavi oli vastustajien valmentaja, peli oli hyödytön, ja nyt hän pakenee kiireellisesti eläintarhaan katsomaan UEFA-kuppia pingviinien välillä.
Toistaiseksi kaikki näytti ekstriksisyydeltä, kunnes sinä ja ystäväsi huomasivat, että N todella aloitti rivin eläintarhassa, menetti sitten työpaikkansa, vaimonsa jätti hänet ja hän itse johtaa yhä vieraantuneempaan elämäntapaan - hän eristyi, tuli surullinen, alkoi kerätä muhkeat pingviinit, ei vastaa puheluihin …
Yrittäessään auttaa N: tä, mutta epätoivoisesti löytääkseen yhteisen kielen hänen kanssaan, sinä ja ystäväsi kääntyvät asiantuntijoiden puoleen saadaksesi selville jotain seuraavasta.
Mainosvideo:
Huolimatta siitä, kuinka vaarattomia "normin" aluetta kuvaavat skitsotyyppisten tilojen spektri on, N: n tapauksessa ilmenevät käyttäytymisilmiöiden kehittyneet ilmentymät liittyvät jo patologisten toimintahäiriöiden alueeseen, jonka kantajat voivat muuttua täysin työkyvyttömiksi sekä kokeneille että kärsiville ihmisille.
Kun asiantuntijoilta kysytään, onko mahdollista palauttaa N hänen maailmoistaan normaalien ihmisten jalkapallokerhoon, asiantuntijat olahtavat. Monista teorioista huolimatta - eksoottisista (skitsofreenisen tietoisuus leviää hallitsemattomasti valtavan määrän rinnakkaiskerroksia) käytännöllisempiin (geneettisesti määritetyt häiriöt aivojen hermosolujen dopamiiniregulaatioon), mekanismit, jotka tuottavat tällaisen käyttäytymisen, eivät ole selviä. Joten ei tarvitse luottaa onnistuneeseen korjaukseen: skitsofreniset oireet voidaan lopettaa käyttämällä sopivia lääkkeitä, mutta ensinnäkin, ei ikuisesti, ja toiseksi, vaikeiden sivuvaikutusten kustannuksella.
Järkytyksen hetkellä, kun kävi selväksi, että tapaus N on iso ja ratkaisematon tieteellinen ongelma, yhden ystäväsi - keinotekoisen älykkyyden, hermoverkkojen ja automatisoitujen kauppajärjestelmien asiantuntijan - mieleen tulee upea idea.
Koska itseoppimisen asiantuntijajärjestelmät, jotka jäljittelevät aivojen hermostoverkon työtä, osoittavat hyviä tuloksia markkinoiden tutkimisessa ja osakekurssin ennustamisessa, miksi et rakentaisi robottijuttuja - hermoverkkoa, joka muistaa ja kertoa oikein, mutta omien sanojensa mukaan, jalkapallo-ottelujen historiaa?
Lisäksi tutkittuamme virheet ja poikkeamat, jotka N tekee, kun sanotaan uudelleen ottelua, voidaan yrittää simuloida samanlaisia poikkeamia robotin hermostojärjestelmässä muuttamalla hermoverkon solmujen parametriasetuksia.
Vähitellen, valintamenetelmää käyttämällä, on mahdollista selvittää, mitkä hermokonservatorion N yhtyeistä mainitaan esimerkiksi Spartakin viimeinen voitto, määrätyn klubihymniin sijaan, Mendelssohnin marssi alkaa pelata. Niinpä osoittamalla asiantuntijoille, mikä N: n päässä juuri rikkoi ja mitä siellä oikein on korjattava, voit lisätä hänen mahdollisuuksiaan palata varhaisessa vaiheessa riittävien jalkapallofanien joukkoon.
DISCERN - "oikea" ja "skitsofreeninen" neurotietokone
Tätä tietä pitivät Yulai Greismann ja Risto Mikkulainen Teksasin yliopiston (USA) tietotekniikan laitokselta, jotka johtivat sekoitettua tutkimusryhmää skitsofrenian tutkimiseksi keinotekoisten hermoverkkojen asiantuntijoilta ja Jelen yliopiston psykiatrian laitoksen työntekijöiltä. He rakensivat keinotekoisen neuroverkon, nimeltään DISCERN, joka voi muistaa ja kertoa tarinoita, kouluttaa sen ja suoritti sen jälkeen useita hypoteettisia neurodysfunktioita, jotka oletettavasti vastaavat skitsofrenian kehityksestä, vertaamalla tuotettuja vaikutuksia todellisiin epänormaalisuuksiin, joita havaittiin skitsofreniapotilaiden ryhmässä.
Kokeen tulokset julkaistaan lehdessä Biological Psychiatry.
Toisin kuin klassinen tietokone, joka kirjoittaa tarinoita "sellaisenaan" muistiinsa tai indeksoi niiden erilliset yhteiset elementit (sanat, sanat tai jopa kirjeet) äärettömän skaalautuvaan tietokantaan, DISCERN-hermoverkko havaitsee, muistaa ja tuottaa tietoa, jota ohjaavat "oikeat" suhteet erillisiä elementtejä ja jäljittelemällä siten oikeiden aivoryhmien työtä.
Toisiinsa sopivampien sanojen valinta "tarkoituksessa" keinotekoisessa hermoverkossa vastaa tilastollisesti todennäköisempien yhteyksien valintaa verkkoelementtien välillä. "Oikeiden" suhteiden korjaaminen saavutetaan "kouluttamalla" hermoverkko.
DISCERN keinotekoinen hermoverkkoarkkitehtuuri. Tarinoiden oppiminen, muistaminen ja toistaminen tapahtuu neuromoduulien ketjussa. Vastapäivään "merkinnästä": lauseanalysaattori, historiaanalysaattori, episodinen muisti, historiageneraattori, lausegeneraattori. Erillinen lohko näyttää kaavion historiageneraattorista - monikerroksinen perceptroni, käänteisesti verrattuna episodiseen muistiin. DISCERN-neuromoduulit kommunikoivat toistensa kautta hajautetun sanojen "merkityksen" esityksen kautta - kiinteät hermoaktivaatiomallit: vain ne yhteydet aktivoituvat, joilla on suurempi painotuskerroin tai "enemmän" merkitys. Kertoimet ja mallit vahvistetaan kouluttamalla verkkoa: lopulta verkon on opittava tuottamaan oikeat signaalit lähtössä vastaanottaessaan tiettyjä signaaleja tulossa."Tulosignaalit" ovat verkon muistamien tarinoiden ensimmäiset rivit: verkon on kerrottava loppu tarina itse.
DISCERN-arkkitehtuurin sydän on tarinangeneraattori. Tarkemmin tarkasteltuna se osoittautuu klassiseksi monikerroksiseksi perceptroniksi (katso kuva), joka on tuttu meille kehittyvistä sveitsiläisistä roboteista. Sveitsiläisten tapauksessa perceptronin tehtävä oli havaita ulkoinen tieto (neuronien "syöttö" kerros), luoda oikeat yhteydet (piilotettu välikerros - "löytää kuutio") ja tuottaa ratkaisu ("lähtö" neuronit - ajaa kuutioon ja kuljettaa).
DISCERN: ssä episodisen muistimoduulin tiedot syötetään “syöttö” neuroneihin, ja “lähtö” kerros kytketään samanaikaisesti episodisen muistin ja “lausegeneraattorin” kanssa. Lukuisten harjoittelujaksojen aikana sveitsiläinen perceptron oppi tunnistamaan ja kuljettamaan kuutioita, DISCERN-tapauksessa, "toistamaan" oikein "neuroverkon muistamat tarinat.
Aloittamalla verkon harjoittamisen hermoyhteyksien satunnaisilla aloituskokoonpanoilla, saat erityyppisiä juontajat, jotka kertovat saman tarinan hieman eri tavoin - aivan kuten ystäväsi kertovat saman ottelun hieman eri tavalla.
Texalaiset rajoittuivat kolmekymmeneen kokoonpanoon (vaikka niitä voi olla niin monta kuin haluat), joita he kutsuivat “esiintymiksi” (itse asiassa nämä ovat virtuaalisia persoonallisuuksia -juttuja).
Yliopeuttava aivosyndrooma - pakolaisten skitsofrenisten harhakuulujen pääasiallinen syy?
Kolmekymmentä DISCERN-kappaletta opittiin käyttämään 159-sanallisella sanastolla, kertomaan 28 tarinaa kolmesta seitsemään yksinkertaista lausetta ja erottaa “huonot” tarinat “hyvistä”. Tarinat jakautuivat omaelämäkerrallisiksi "positiivisiksi" lääkäristä (esimerkki: "Olin lääkäri / työskentelin New Yorkissa / rakastin työtäni / olin hyvä lääkäri") ja "negatiiviseksi" gangsterista ("Tony oli gangsteri / Tony työskenteli Chicago / Tony vihasi työtä / Tony oli paha gangsteri ").
Kokeen seuraavassa vaiheessa valittiin ryhmä skitsofreniapotilaita (37 henkilöä) ja kontrolliryhmä terveitä ihmisiä (20 henkilöä). Kaikkia niitä pyydettiin kuuntelemaan ja muistamaan kolme yksinkertaista tarinaa ja kertomaan ne sitten - heti, 45 minuutin kuluttua ja viikon kuluttua.
Kun tulokset oli analysoitu molemmille ryhmille, koottiin yhteenvetoprofiilit, jotka tallensivat havaitut poikkeamat (kasvojen korvaaminen, leksiset poikkeamat, käsikirjoituksen muutokset jne.).
Lopuksi kokeen viimeisessä vaiheessa, muuttamalla yksittäisten hermosolujen parametrisia tiloja kolmekymmenessä virtuaalisessa DISCERN -kertojassa, rekisteröitiin samat poikkeamat kuin todellisissa profiileissa.
Testattiin kaikkiaan kahdeksan hypoteettista hermohäiriötoimintaa, jotka todennäköisesti vastaavat skitsofrenian kehittymisestä.
Nämä ovat häiriöitä, jotka liittyvät muistiin (hermosolujen katkenneita, aivokuoren hermokohinaa, neuroreponen vaimennus, hermosolujen ylikuormitus), assosiatiivisiin toimintahäiriöihin (semanttisten yhteyksien aberraatiot, hyperassosiaatio, semanttisten signaalien hämärtyminen ja sekoittuminen) ja merkinantohäiriöihin (aivojen hyper-lisääntynyt reaktio ennustevirheeseen tai ns. Oireyhtymään) todennäköisesti lisääntynyt dopamiinialtistus).
Kuten kävi ilmi, vain kaksi skenaariota provosoi häiriöitä DISCERN-kertomuksissa, samanlaisia kuin skitsofrenikoissa tosielämässä.
Nämä osoittautuivat muistin toimintahäiriöiksi ja "hyperlearning-oireyhtymäksi", kun aivot menettävät kykynsä unohtaa tai jättää huomioimatta tietoa, pitäen siten normaalin suhteen kohinan ja signaalin välillä.
DISCERN-kokeen tehokas kuvaaja: vain kaksi skenaariota - muistin tai työmuistin toimintahäiriöt ja yliopiskelu (ylä- ja alarivit) - onnistui sopeutumaan tarinan poikkeamien profiiliin skitsofreeniaryhmässä (vasen). Kun sopeutettiin terveen kontrolliryhmän profiileihin, neuromoduulien parametriasetusten muuttaminen ei enää ollut tarpeen.
Unohdettuaan kuinka unohtaa, aivot menettävät kyvyn erottaa merkittävää tietoa valtavasta joukosta jännittäviä signaaleja ja alkavat joko luoda yhteyksiä, jotka todellisuudessa (ainakin maailmankaikkeuden todellisuudessa) osoittautuvat toimimattomiksi (jalkapalloa pelaavat pingviinit ovat signaali katselun aikana Amerikkalainen sarjakuva "Happy Feet", jota aivot eivät jätä huomiotta ja vahvistavat) tai hukkuu signaalien mereen, pystymättä järjestämään niitä yhtenäiseksi tarinaksi.
DISCERN-tarinankertojien kohdalla hyperlearning-oireyhtymä (jota simuloitiin lisäämällä episodisen muistin kanssa tapahtuvaa oppimispalautussilmukkien määrää) johti esimerkiksi siihen, että tarinankerronta-robotit alkoivat sekoittaa joitain omaelämäkerrallisia tarinoita toisten kanssa korvaamalla kasvoja (hyvä lääkäri osoitti, että esimerkiksi paha gangsteri) ja toimet (yhdessä tarinatuissa kertomuksissa hyvä lääkäri syytti itseään terrori-iskun tekemisestä, toisessa hän kutsui gangsteria pomoonsa). Toisin sanoen he tuottivat illioivia tilanteita, jotka olivat spesifisiä skitsosen kaltaisten harhakuvien oireita varten.
Tietenkin keinotekoisen hermoverkon kanssa suoritettujen virtuaalikokeiden tulokset eivät ole vielä lopullinen todiste skitsofrenian kehittymistä selittävän hypoteesin oikeellisuudesta. Se tosiasia, että aivojen kaltaisilla periaatteilla toimiva keinotekoinen hermoverkko osoittaa joissakin tapauksissa todellisten potilaiden kaltaista käyttäytymistä, avaa hyvin jännittäviä näkymiä lääketiedelle, joka on saanut käsiinsä niin tehokkaan uuden työkalun kuin virtuaalinen kokeellinen psykiatria.
Kaikki tämä on hienoa, mutta kokeilun paradoksi piilee siinä, että jos tulevaisuuden robotien hermosto jäljittelee ihmistä (mikä on juuri tähän mennessä tapahtumassa), jalkapalloseurassaan tulee esiintyä myös outoja kohteita, jotka näkevät tavallisen jalkapallo-ottelun mielenkiintoisena retkänä rinnakkaiseen todellisuuteen., josta valitettavasti ei ole vielä paluuta.