Эмуляция функций человеческого мозга

Цифровое бессмертие: можно ли записать мозг на носитель?

«Прах ты и в прах возвратишься», говорит в Библии Бог Адаму, и хоть истинность этих слов очевидна каждому, человечество не оставляет попыток придумать для личности более надежную и долговечную основу, чем совокупность живых клеток.Человечество смотрит на роботов не только как на своих умелых помощников.

Некоторые полагают, что развитие вычислительной техники и успехи нейробиологии будут постепенно сближать андроидов с Homo sapiens. Возможно, однажды люди смогут переселять свое «я» вместе со всем опытом и знаниями в электронный мозг машины, и уже в этом качестве обретать бессмертие.

Пока это фантастика, но первые шаги к этой мечте наука уже делает

Мозг мухи-дрозофилы имеет толщину 300 мкм. Этот крошечный биологический аппарат насчитывает несколько сотен тысяч нейронов, что не идет ни в какой сравнение со 100 млрд нейронов, заключенных в мозге Homo sapiens.

Тем не менее дрозофила и ее родня по мушиному племени вовсе не являются примитивными существами. Попробуйте поймать муху, и она скорее всего ускользнет — такой реакции позавидует любой спортсмен. Эти насекомые умеют летать, видеть в ультрафиолетовых лучах и прекрасно ориентируются в пространстве без всякого GPS.

Мозг мухи — ничтожная капля живой материи — работает как совершенный электронный вычислитель и устроен гораздо сложнее.

Разобрать на детали

Человек, конечно, куда более продвинутое существо. Его интеллект создал много удивительных вещей, например электронный микроскоп, делающий снимки с разрешением 10 млрд пикселей, или устройство, способное нарезать мозг дрозофилы на тончайшие пленочки толщиной 50 нм. Слой за слоем микроскоп фотографирует мозг мухи.

Затем программное обеспечение анализирует снимки, распознавая тело нейрона, аксоны, дендриты, синапсы. Цель подобных исследований, которые проводились, например, в знаменитой нейробиологической лаборатории Janelia Farm, находящейся в штате Виргиния (США), — создать 3D-схему всех существующих в мозге насекомого соединений.

Человечество смотрит на роботов не только как на своих умелых помощников. Некоторые полагают, что развитие вычислительной техники и успехи нейробиологии будут постепенно сближать андроидов с Homo sapiens.

Обратите внимание

Возможно, однажды люди смогут переселять свое «я» вместе со всем опытом и знаниями в электронный мозг машины, и уже в этом качестве обретать бессмертие.

Пока это фантастика, но первые шаги к этой мечте наука уже делает.

Картографирование мозга живого существа — одно из самых интересных направлений современной нейробиологической науки. Ведь для того чтобы что-то чинить, неплохо бы иметь схему этого устройства и понимать, как оно работает.

Причем очевидно, что хоть мозг той же дрозофилы на порядки проще, чем мозг человека, базовые принципы, на которых они работают, идентичны, а идти к сложному от простого куда легче.

Чем ближе мы подходим к пониманию устройства мозга, тем скорее медицина научится помогать страдающим от тяжелых и ныне неизлечимых заболеваний, связанных с поражением серого вещества. Но дело не только в этом.

Сближение робота и человека идет по нескольким направлениям. Первое — это попытка создать математические модели процессов, происходящих внутри мозга, чтобы эмулировать эти процессы на компьютере.

Второе направление — «очеловечивание» машинного интерфейса, попытки заставить робота или виртуальный аватар общаться с человеком с помощью выразительного языка и богатой мимики.

Третье — создание виртуальных персонажей, которые вбирают в себя жизненный опыт реальных людей.

Чип подражает синапсу

Мозг принято сравнивать с компьютером, но давно уже известно, что это подобие лишь весьма поверхностно: под нашей черепной коробкой идут процессы, принципиально отличающиеся от цифровых вычислений, основанных на бинарной логике. С другой стороны, мозг есть природный объект, работающий по законам физики.

А там, где физика — там и математика. Если правильно измерить все параметры мозга, численно оценить его работу в динамике, то возможно создать математическую модель серого вещества и эмулировать ее на цифровом компьютере.

Действия в этом направлении уже активно предпринимаются — недавно мы рассказывали о проекте Blue Brain, в рамках которого создается компьютерная модель неокортекса крысы. В прошлом году сообщалось, что в лабораториях MIT были разработаны чипы, эмулирующие работу синапсов, то есть мест контакта между нейронами.

Важно

Чипы имитируют действия ионных каналов, передающих от нейрона к нейрону электросигналы в виде ионов натрия, кальция или калия.

В отличие от обычных микросхем, транзисторы которых имеют лишь два состояния, соответствующие логическим «1» и «0», чипы нового поколения варьируют силу сигналов в более широком диапазоне, именно так, как это происходит в мозге. О схожих достижениях публике докладывали представители IBM. Все это означает, что работы по своего рода реверсивному инжинирингу физических конструкций мозга уже идут вовсю.

Идея «цифрового бессмертия» впервые высказана в 1971 году. Нейроны мозга обмениваются электрохимическими сигналами со скоростью 150 м/с. Полная 3D-карта человеческого мозга будет содержать 20 000 TБ информации.

Соблазн сингулярности

К какому же горизонту стремится прогресс в этой области? В последнее время часто говорят о технологической сингулярности (ТС) — явлении, научное обоснование которому дал известный американский специалист по искусственному интеллекту Рэймонд Курцвейл.

В общефилософском плане под ТС понимают некий качественный скачок в научно-техническом прогрессе, в результате которого он станет настолько сложным, что перестанет быть доступным пониманию обычным человеческим разумом.

Однако в применении к прогрессу в вычислительной технике, когда речь идет о ТС, обычно имеется в виду, что в определенный момент (если закон Мура будет продолжать действовать) производительность компьютеров окажется достаточно высокой, чтобы полностью эмулировать человеческий мозг.

С другой стороны, работы нейробиологов позволят к этому же моменту полностью разобраться с устройством мозга и подготовить все необходимое для… загрузки сознания на компьютер. Загрузку сознания (Mind Uploading) иногда еще называют созданием небиологического субстрата для человеческого разума.

И в мире есть немало людей, в том числе имеющих отношение к науке, которые верят в возможность переноса личности с биологической основы на более надежную и нестареющую — на компьютерное «железо».

Перспективы рисуются фантастически привлекательные. Например, скопированное на жесткий диск (или что там придумают в будущем?) «я» трудится на работе и совсем не устает — оно же компьютер! А настоящее «я» отдыхает, философствует, размышляет над интересными вопросами.

Или еще одна идея — придать человеческому интеллекту, который во многих специальных вычислительных задачах и сейчас уступает компьютеру по быстродействию, сверхчеловеческие вычислительные возможности.

Совет

Мы мыслим глубоко, как человек, и считаем быстро, как суперкомпьютер, — о таком можно только мечтать! Ну и наконец, главное — перенесение сознания из головы на сервер фактически дарует человеку бессмертие, если предположить, что этот сервер будет всегда находиться в рабочем состоянии.

А может быть, это будет не сервер, а робот, который сохранит ощущения «я» того человека, сознание которого скопировано в электронный мозг андроида. Есть альтернативный вариант: с помощью нанороботов постепенно и безболезненно для человека заменить в его голове биологические элементы мыслительной машинерии на почти вечные наночипы, которые точно смоделируют работу своих недолговечных аналогов.

Робот Actroid-DER2 японской компании Kokoro Dreams явно сделан так, чтобы преодолеть синдром «зловещей долины» — чувство неприязни перед реалистичным андроидом. Actroid-DER2 излучает молодость, красоту и сексуальность. У девушки богатая мимика и реалистичные жесты: она прирожденная хостес и фотомодель.

Мозг с футбольное поле

Реально ли кремниевое бессмертие? При всей привлекательности этой концепции есть множество ученых, скептически оценивающих ее реалистичность. Одно из препятствий связано с огромной материало- и энергоемкостью ныне существующих цифровых аналогов участков мозга. Мозг человека весит как обычный ноутбук при потребляемой мощности 20 Вт.

Проект Blue Brain включает в себя массив суперкомпьютеров, стоящих в огромном зале и пожирающих колоссальное количество энергии. По сегодняшним расчетам, полная компьютерная эмуляция мозга человека потребует по меньшей мере футбольного поля, заставленного суперкомпьютерами.

Энтузиасты сингулярности возражают в ответ: мы уже видели на своем веку, как вычислительные возможности многоэтажных мэйнфреймов вдруг оказывались в распоряжении портативных устройств. Вот и в будущем — возможно, благодаря развитию квантовых компьютеров — нынешние футбольные поля с серверами сожмутся до карманных масштабов.

И может быть, эти люди правы, но на пути к сингулярности есть препятствия и более фундаментального характера.

Источник: https://www.PopMech.ru/science/12448-kremnievoe-bessmertie-soznanie/

«Искусственный естественный» интеллект: на пути к полномасштабной эмуляции мозга

Идея об эмуляции человеческого мозга на компьютере впервые возникла в произведениях научных фантастов в виде сюжетного элемента под названием «загрузка сознания».

Благодаря феноменальному технологическому прогрессу научная фантастика сегодня все чаще становится научным фактом, и технология эмуляции мозга — не исключение.

В наши дни в мире уже существует множество научно-исследовательских инициатив, направленных на решение технологических и инженерных задач для реализации полномасштабной эмуляции мозга.

Есть и отдельная категория проектов, которые создаются, чтобы агрегировать научные результаты, выявлять глобальные тренды, поощрять коллаборацию и определять вектор научного прогресса.

Обратите внимание

Фонд Carboncopies, в котором магистрант факультета технологического менеджмента и инноваций Университета ИТМО Илья Сапраниди работает волонтером, занимается анализом современных достижений науки, способствующих реализации технологии эмуляции мозга, координирует научные группы и повышает осведомленность академического сообщества о возможных последствиях и рисках данной технологии. ITMO.NEWS узнал, как фантастическая идея постепенно становится частью реальности.

Илья Сапраниди, еще будучи студентом Санкт-Петербургского государственного университета, занимался исследованием искусственных нейронных сетей, параллельно интересуясь темой продления жизни и биоинформатикой.

Все эти направления сегодня сплетаются в идее эмуляции мозга, которая постепенно обретает сторонников среди ученых по всему миру.

Существует уже несколько масштабных проектов, финальная цель которых – создание полномасштабной компьютерной модели мозга для решения как сугубо исследовательских целей, таких как комплексные исследования мозга, сознания и поведения человека, так и задач трансляционной медицины, например, развития персонализированных подходов к профилактике, диагностике и лечению расстройств нервной системы. В Европе крупнейшим подобным проектом является Human Brain Project, в США – BRAIN Initiative. Похожие инициативы развиваются также в Японии и Китае.

В концепции полномасштабной эмуляции мозга можно выделить два последовательных этапа: первый – сбор информации о структуре мозга и перенос этой информации на некоторую вычислительную платформу, второй – запуск эмуляции активности мозга согласно моделям вычислительной нейробиологии.

В результате этой процедуры ожидается появление сильного искусственного интеллекта, обладающего когнитивными и поведенческими характеристиками человека, мозг которого является объектом моделирования.

Можно сказать, что эмуляция мозга – это подход к созданию искусственного интеллекта «снизу-вверх», который будет изначально наделен человеческими свойствами и более естественными и понятными нам мотивациями, нежели искусственный интеллект, созданный с нуля.

Кадр из фильма Ex Machina. Источник: youtube.

com

Некоммерческая организация Carboncopies, куда Илья пришел около года назад на добровольных началах, занимается мета-анализом научных статей о необходимых для эмуляции мозга технологиях, в числе которых нейроинформатика, нейропротезирование, общий искусственный интеллект и сканирование мозга.

Carboncopies проводит конференции и семинары с участием экспертов, стимулируя междисциплинарное обсуждение этой концепции с разных точек зрения. Штаб-квартира фонда базируется в Калифорнии, США, ведь именно там, по словам студента, наблюдается наиболее высокий интерес к трансгуманизму и технологиям будущего.

Существует несколько гипотетических методик, с помощью которых ученые могут достичь «загрузки сознания».

Можно создать компьютерную симуляцию, смоделировав работу мозга на неком суперкомпьютере или нейроморфном компьютере, а можно пойти по пути нейропротезирования – заменяя отдельные области мозга на нейропротезы, постепенно сформировать из него новое, «киборгизированное» устройство. Независимо от выбранного метода, прежде чем приступить к экспериментам, ученым необходимо будет раскрыть множество непознанных на данный день тайн о природе сознания, вроде пресловутого парадокса о выживании (или смерти) личности при копировании. Пока что неизвестны законы или принципы, которые однозначно ограничивали бы исследователей в их деятельности, но если таковые обнаружатся, траекторию пути нужно будет сменить.

Модель эволюции Рэймонда Курцвейла. Источник: ichip.ru

Об идее «загрузки сознания» сегодня снято несколько голливудских фильмов и написано много научно-фантастических книг, в основном антиутопичных.

Однако, по мнению Ильи, если человечеству удастся избежать влияния ключевых социоэкономических рисков, связанных с резким распространением эмуляции мозга, данная технология может радикальным образом преобразовать наше будущее и облегчить решение целого спектра экзистенциальных проблем: от изменения климата и увеличения популяции, заканчивая космическими путешествиями и заселением других планет. Известно, что человек эволюционировал внутри биосферы, от условий в которой напрямую зависит его выживание. На данном этапе развития цивилизации Земля – это единственное место во Вселенной, пригодное для обитания человека. Когда человек начнtт заселять другие планеты, он вынужден будет всегда брать с собой часть биосферы Земли, чтобы выжить. Дабы не тратить на это ресурсы, приверженцы идеи загрузки сознания предлагают модифицировать человеческое тело, включая мозг, тем самым делая его более устойчивым к агрессивным средам.

Илья Сапраниди

Читайте также:  Azure machine learning - искусственный интеллект для бизнеса

В рамках своей магистерской диссертации на программе «Технологическое предпринимательство и управление инновациями» факультета технологического менеджмента и инноваций, Илья оценивает целесообразность применения инновационно-предпринимательского потенциала в реализации промежуточных проектов, являющихся частью дорожной карты технологии эмуляции мозга. По мнению Ильи, именно современная форма коммерческой инновационной деятельности в виде малых инновационных предприятий или стартапов, способна стать основным «двигателем» прогресса в направлении реализации технологии эмуляции мозга. Исследование выявляет потенциальные направления коммерциализации и рыночные драйвера роста и осуществляет прогноз того, какие инновационные стартапы, способные внести наибольший вклад в прогресс технологии эмуляции мозга, могут появиться на рынке уже в ближайшее время.

За последние несколько лет полномасштабная эмуляция мозга была признана ключевой исследовательской целью в вычислительной нейронауке, и, как следствие, сегодня наблюдается устойчивый рост заинтересованности идеей эмуляции мозга в академии и индустрии.

Количество проектов, которые необходимо анализировать и интегрировать в общую стратегию, увеличивается с каждым днем, поэтому фонд Carboncopies предлагает всем, кому небезразлично будущее человеческого мозга, вступить в ряды волонтеров-исследователей.

 

Источник: http://news.ifmo.ru/ru/news/6729/

Тенденции. Исследования мозга, перспективы эмуляции и оцифровки сознания – вторая половина 2017

Мозговой органоид переднего мозга, составленный из двух частей. В течение нескольких дней участки слились в единую ткань и некоторые нейроны (зеленым) мигрировали из левого участка в правый.Предоставлено лабораторией Паска / Стэнфордский университет

Полугодовой обзор последних достижений и тенденций в тех областях нейробиологии, которые имеют важное значение для темы изучения личности и перспектив полномасштабной эмуляции мозга.

В обзоре представлены четыре темы: картирование мозга; машинное обучение в нейронауке; нейроимпланты, зонды и волокна; органоиды и 3D печать нервной ткани.

Картирование мозга

Важно

Одной из самых важных в этом направлении является картирование мозга. В этой области за полгода были сделаны некоторые большие шаги.

Отметим, что в ближайшем будущем данные будут продолжать прибывать всё с большей скоростью, поэтому создание искусственного интеллекта (ИИ) для их анализа и извлечения закономерностей — параллельный картированию мозга процесс и уже сейчас, как отмечает биолог Артур Того, изучение мозга все больше напоминает изучение математики.

В самом начале сентября в Китае открылся крупнейший центр по картированию нейронных связей в мозге, в котором находится несколько десятков автоматизированных систем нарезки мозга на тонкие пластины, оцифровки и восстановления 3D изображения. Такая специализация центров становится возможной благодаря плотному международному сотрудничеству лабораторий.

В дополнение к уже существующим международным проектам, в сентябре было заявлено о создании проекта International Brain Laboratory, который объединил 21 научное учреждение Европы и США.

Ученые совместными усилиями собираются ответить на вопрос, как наш мозг принимает решения, то есть где, когда и как нейроны получают информацию, обрабатывают ее и вырабатывают ответ.

Также опубликована первая часть проекта «qBrain» (количественный мозг), над которым работает команда из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор. В работе отслеживается распределение тормозящих нейронов в коре мозга мыши.

В ближайшие 5 лет команда планирует создать онлайн базу данных, которая будет включать карты распределения и клеточной морфологии более 100 различные типов клеток в мозге. Вышла в свет и первая порция 3D изображений 300 неронов и их связей в мозге мыши из проекта MouseLight.

Команда исследователей хотела бы создать подобную дорожную карту хотя бы для нескольких тысяч нейронов из примерно 70 миллионов в мозге мыши.

Что касается мозга человека, то своими результатами поделился Институт Аллена – выложена в открытый доступ Allen Cell Types Database. В базе данных содержится информация об электрических свойствах примерно 300 кортикальных нейронов разных типов, которые получили от 36 живых пациентов.

Совет

 Помимо этого, в базе данных можно посмотреть 3D реконструкцию их формы или анатомии и компьютерные модели, имитирующие электрическую активность этих нейронов.

База данных будет содержать профили экспрессии генов, основанные на измерениях активности всех генов в 16 000 отдельных клеток мозга трех взрослых человек.

Машинное обучение в нейронауке

Необходимость в применении алгоритмов машинного обучения обусловлена стремительным ростом количества данных. Особенно актуально машинное обучение для анализа цифровых снимков. Например, электронная микроскопия тканей мозга дает терабайты данных, ручная обработка которых трудозатратна.

Другая область, в которой в последнее время наблюдается рост использования методов машинного обучения — визуализация активности нейронов с использованием индикаторов кальция. Методы оптической визуализации с использованием индикаторов кальция значимы для мониторинга активности крупных нейронных популяций in vivo.

Эксперименты с визуализацией обычно генерируют большие объемы данных, которые необходимо обработать, чтобы понять какие нейроны были активны. Эти данные, как правило, зашумлены и извлечь из них информации о нейронных спайках непросто. Разработанные алгоритмы машинного обучения хорошо справляются с этой задачей.

Наблюдение и классификация поведения подопытных животных в экспериментах, которые предполагают несколько часов видеозаписи также чрезвычайно утомительны, если производятся вручную. Здесь методы машинного обучение также были успешно применены для анализа поведения мышей и дрозофил.

Источник: https://rlegroup.net/2018/01/22/tendencii-issledovanija-mozga-perspektivy-jemuljacii-i-ocifrovki-soznanija-vtoraja-polovina-2018/

Как наука может сделать нас бессмертными: пять возможных сценариев — «Перекачка» мозга

«Перекачка» мозга

Да, именно так: передача всей информации, которая содержится в человеческом мозге, в компьютер. Это одна из тех идей, которые на первый взгляд могут показаться смехотворными, однако их реализация, вероятно, не за горами. На подходе, конечно, и необходимое «железо».

Пока что ученые не могут сойтись в оценке того, насколько мощным должен быть компьютер, способный имитировать человеческий мозг. Дело в том, что информация в нем хранится совсем не так, как в компьютере.

К примеру, если подсчитать количество нейронов как единиц оперативной памяти, получится всего несколько гигабайт; иными словами, объем памяти мозга – не более USB-накопителя, которым мы пользуемся каждый день.

Обратите внимание

Однако мозг пользуется некой гибкой системой, которая позволяет усвоить и сохранить почти 2,5 петабайта (2500 терабайт) информации.

Хранение такого объема в компьютере – обычное дело. Корпорация Blizzard использует 1,3 петабайт серверов только для запуска многопользовательской игры World of Warkraft.

Очевидно, у человечества еще нет компьютеров, способных имитировать мыслительные процессы мозга, главным образом потому, что ученые еще не до конца понимают, каким образом мозг извлекает и воспроизводит мысли и воспоминания.

Если же говорить сугубо об аппаратуре, о мощной технике, разработчики, бесспорно, сумеют создать подходящее оборудование, как только будет четко сформулирована задача.

И здесь на самом деле гораздо меньше научной фантастики, нежели во многом другом; ученым уже удалось создать действующие модели нейронных интерфейсов для компьютеров и роботов, с помощью сверхмощных компьютеров они даже разработали искусственный интеллект животного. И это только первые шаги в деле цифровой «перекачки» человеческого мозга (так называемся эмуляция мозга в целом). Со временем люди смогут создавать резервные цифровые копии на случай, если произойдет что-то непоправимое.

Таким образом, возможности того или иного метода продления жизни органичиваются только нашим воображением. Когда-нибудь каждого из нас можно будет переделать в робота, киборга или иное, затейливо созданное инженерами, синтетическое живое существо.

Очевидно, мы несколько отступили от темы (вернее, словчили и двинулись в противоположном направлении – и теперь думаем, как бы научиться «закачивать» данные, которые хранятся в компьютере, в человеческий мозг и вообще в организм живого человека).

А если нам вдруг понравится этот новый «цифровой дом» и мы наотрез откажемся возвращаться в этот грубый «реальный» мир? Представьте только, что можно, например, сохраниться в компьютере и доживать остаток вечости в World of Warcraft, или даже в одном из многочисленных сверхреалистичных порно-миров, которые, бесспорно, будут существовать и в будущем.

Именно этот способ можно считать наименее инвазивным и наименее пугающим способом достижения бессмертия, ведь он не требует ни вмешательства извне, ни усилий с нашей стороны. Мы просто подсоединяем собственный мозг к компьютеру и нажимаем «сохранить». При этом даже не обязательно быть подключенным к сети.

Как бы то ни было, мечта о вечной жизни находит свое воплощение. А в виртуальном мире заказать еще одно пиво так же просто, как выполнить команду «копировать-вставить». Итак, нам предстоит прожить еще несколько миллиардов лет, а Солнце тем временем станет новой звездой.

Ничего страшного – наш оцифрованный мозг просто подсоединят к другому, более мощному, космическому жесткому диску. Энтропия отдыхает…

Важно

Но как скоро это может произойти? Консерваторы осторожны в оценках и говорят о 50-75 годах, ученые, придерживающиеся либеральных взглядов, считают, что это будет возможно к 2030 году.

Но достоверно никто не может ответить – известны предсказания и гипотезы, выдвинутые лет тридцать назад, но так по сей день и не сбывшиеся. И вообще, может, к тому времени, нас всех уничтожит нечистая сила или восставшие мертвецы.

Но, глядя на стремительное развитие компьютерной технологии, можно быть уверенным, что все это непременно наступит.

Источник: http://www.chuchotezvous.ru/science-evolution/729/page-2.html

Загрузка разума: может ли цифровой мозг чувствовать боль?

Уже много лет ученые мечтают загрузить мозг человека в компьютер, чтобы бесконечно жить и бесконечно совершенствоваться

Однако появляются очевидные этические вопросы. Можно ли допускать страдания или смерть такого мозга, даже если удалить из него неприятные воспоминания?

Ученые исследуют несколько стратегий для создания интеллектуального программного обеспечения.

Одна из них, под названием «полная эмуляция мозга» или «загрузка разума», предполагает подробное сканирование мозга и использование этих данных для построения модели программного обеспечения.

При запуске на соответствующем оборудовании эта модель будет отражать работу оригинального мозга, говорится в LiveScience.

Автор исследования, философ из Института будущего человечества Оксфордского университета в Англии Андерс Сандберг считает, что пока это лишь планы, гипотетическая технология. При этом многие ученые уже с оптимизмом смотрят на возможное ​​постчеловеческое существование, а другие убеждены, что это абсолютно недостижимо.

Читайте также:  Правительство рф выделяет 40 млн рублей на искусственный интеллект

Больше чем компьютер

Сегодня пока неясно, станет ли возможным использование «загрузки разума», но Сандберг занимается изучением потенциальных этических последствий технологии. По его мнению, если кто-то думает, что «полная эмуляция мозга» – только вопрос времени, стоит подумать и о моральных правах нового образа мозга.

Совет

Исследователь работает с компьютерным моделированием нейронных сетей, которые представляют собой системы, имитирующие деятельность мозга. И, по словам Сандберга, когда однажды вечером он просто выключил компьютер, он осознал, что сделал нечто большее с этой сетью, чем кажется на первый взгляд.

Выключение более сложной системы, которой, безусловно, станет цифровой мозг, будет нуждаться в переосмыслении с этической точки зрения.

Создание более сложных искусственных сетей, вероятно, следует делать постепенно, пошагово. Прежде чем кто-либо попытается эмулировать весь мозг человека, ученые, скорее всего, сначала сделают эмуляцию мозга животного.

Некоторые ученые полагают, что виртуальные лабораторные животные могли бы заменить реальных в научных и медицинских исследованиях.

Сандберг говорит о том, что если, к примеру, зажать хвост настоящей, биологический мыши, то она получит сильный импульс, и такой же эффект стоит ожидать от воздействия на электронный образ животного. Если воздействовать на эмулятор, будет ли это жестоким обращением, как с реальной мышью?

«Я думаю, нравственный человек будет пытаться не вызывать лишних страданий, даже если они касаются животного.

Таким образом, если искусственный животный мозг будет подвергаться страданиям, то мы тоже должны избегать причинения боли, если это возможно», – сказал Сандберг.

Очевидного ответа на вопрос, будет ли искусственный разум страдать, нет, и, вероятно, простого способа это доказать тоже не будет.

Загрузка человеческого разума

Источник: http://www.km.ru/science-tech/2014/06/05/nauka-i-tekhnologii/741810-zagruzka-razuma-mozhet-li-tsifrovoi-mozg-chuvstvo

Приложения для изучения строения мозга

Приложение обеспечивающее пользователя подробной моделью мозга человека, в 3D-проекции.

Используйте свой сенсорный экран, чтобы вращать и масштабировать полностью интерактивные структуры головного мозга. Каждая область снабжена информацией о своих функциях, нарушениях, повреждениях и методах исследования.

Программа будет очень полезна все, кто хочет познать данную часть человеческого тела, используя современные методы обучения.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное.

Android  iOS  Windows Phone

3-D brain Atlas — атлас мозга человека

Это бесплатное, медицинское приложение, является простым инструментом для обучения медицинского специалиста, который хочет изучить 3-D атлас мозга человека.

Программа будет полезна для студентов медицинских ВУЗов, интернов, начинающих врачей-радиологов и нейрохирургов. Удобный интерфейс и большое количество МРТ-снимков дадут полную картину о строении мозга, с подробным объяснением его  струткур.

Контент программы — англоязычный. Скачивание — бесплатное.

Android

Brain & Nervous System Pro III — строение мозга и нервной системы

Это приложение содержит много возможностей для изучения мозга, таких как — реалистичные изображения, виртуальные слои и информацию о функции каждой структуры и её строении.

Анимационные ролики входящие в состав программы:

  • Перемещение церебо-спинальной жидкости
  • Нейропередача
  • Состояние нейронов при нарушениях передачи в синапсах
  • Астроцитома
  • Олигодендроглиома
  • Рассеянный склероз

Особенности приложения:

  • 360 градусный поворот любой части модели
  • Трехплоскостные, множественные «срезы» мозга.
  • Изолирование нужных структур
  • 728 контактных меток со звуковыми произношениями терминов
  • Возможность рисовать на экране и распостранение проделанной работы в социальных сетях
  • 2 типа викторины
  • Публичные заметки: публикация или просмотр общедоступных заметок
  • Графические подсказки: экранные подсказки, которые можно включить или выключить, для полного понимания всех функций приложения

Интерфейс является непревзойденным продуктом по уровню детализации и интерактивности. Благодаря нему Вы можете исследовать нейроанатомию начиная с базового и заканчивая клеточным уровнем.

Язык контента — английский. Приложение — платное. Платформа — iOS.

iOS $9.99

Human Brain — Augmented Reality (Дополненная реальность)

В этом приложении Вы можете изучить человеческий мозг в 3D-проекции.

Просто наведите камеру своего устройства, с загруженной программой на особый маркер, скачанный с сайта производителя и изучайте интерактивную модель головного мозга. Исследуйте его со всех сторон, поворачивая маркер / устройство или проводя пальцем по экрану, получая описание выбранного участка.

Используя ползунок в пользовательском интерфейсе, вы можете разделять объект на различные слои, чтобы подробнее их изучить. Присутствует зумирование и отдаление при использовании модели.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное. 

Android

Interactive Neuro Anatomy 3D — виртуальные модели мозга

Медицинское андроид-приложение, созданное для изучения 3D-модели мозга человека.

Благодаря удобному интерфейсу любой желающий, будь то студент медицинского вуза, изучающий соответсвующую тему по анатомии, начинающий специалист, желающий освежить свои знания, или просто любопытный человек, может подробно изучить строение мозга человека.

Программа будет хорошим дополнением к учебнику, атласу или конспекту по анатомии.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное.

Android

The Brain App — строение головного мозга человека

С помощью «The Brain App» пользователь может изучить анатомической строение головного мозга человека, используя метод дополнительной реальности.

Благодаря этой программе любой желающий получит подробное представление о тканях, структурах и областях человеческого мозга, черепа и мягких тканей головы, перемещая свой девайс вокруг специального макета.

Функционал предоставляет расширенный и интерактивный способ изучения строения головы человека послойно. Программа идеально подходит как для образовательных демонстраций, так и самостоятельного обучения.

Для использования необходимо:

  • Распечатать специальный эскиз, скачанный с сайта производителя.
  • В специальном режиме, направить устройство на полученное ранее изображение.
  • Использовать девайс для навигации по 3D-контенту.
  • Изменять режимы, для изучения различных слоев головы человека.

Язык приложения — английский. Загрузка — бесплатная.

Android  iOS

Brain Tutor 3D — модель человеческого мозга

Узнайте о структуре и функции человеческого мозга, взаимодействуя с его высококачественной, 3D-моделью в режиме реального времени.

«Brain Tutor 3D» использует визуализированную модель головы и проводящих путей головного мозга, которые были созданы с помощью снимков магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Данные МРТ позволяют изучать объект «изнутри», используя нарезки с разрешением до миллиметра, в реальном времени. Программа предоставляет информацию о анатомии человеческого мозга с описанием и визуализацией долей, извилин, борозд, подкорковых структур, для студентов, неврологов и медицинских работников среднего звена.

С «Brain Tutor 3D» Вы можете:

  • Ознакомиться с 3D-моделью головы и мозга в режиме реального времени.
  • Исследовать части мозга по трем осям.
  • Посмотреть МРТ головного мозга с разрешением до миллиметра.

Язык контента — английский. Загрузка — бесплатная.

Android  iOS

My Brain Anatomy — программа для изучения мозга

«My Brain Anatomy» — мобильная программа для изучения анатомии мозга, которая позволяет взаимодействовать с его 3D-моделью на экране смартфона.

Приложение предоставляет пользователям в широкий круг возможностей по взаимодействию с объектом, позволяя им скрывать или показывать отдельные его части, а также просматривать информацию о его названии и функциях.

Возможности программы:

  • Простая навигация + вращение, масштабирование и панорамирование 3D-моделей мозга
  • Аудио произношение всех анатомических терминов на английском языке
  • Информационная панель, соответствующая выбранному элементу
  • Разные режимы просмотра

Это приложение будет большим подспорьем для студентов-медиков и тех, кто изучает строение мозга. Возможность скачивания — бесплатная.

Android

Neuro Anatomy Next — анатомия черепно-мозговых нервов

«Neuro Anatomy Next» — представляет собой полное электронное руководство по анатомии черепно-мозговых нервов.

Эта программа — сочетание высоко-качественных, интерактивных материалов с использованием наиболее точных, из когда-либо созданных 3D моделей черепа человека.

Для создания качественного продукта производители включили КТ и МРТ- снимки высокого разрешения, хрестоматийные материалы и цифровой атлас анатомии в одно приложение, чтобы сделать процесс обучения нейроанатомии более эффективным.

Особенности программы:

  • 3D модель — 3D модель с подробной информацией, которая была создана для каждого черепного нерва. Была создана комбинация различных плоскостей — сагиттальной, фронтальной и поперечной, с 3D моделями головы и шеи, манипулируемыми на 360 ° в каждой плоскости. Каждая 3D модель является уникальной и точной, основывана на данных КТ / МРТ, и подтверждена медицинскими специалистами. Есть возможность исследовать и взаимодействовать с этими моделями путем вращения и масштабирования.
  • 2D карты — 2D карты были разработаны, чтобы служить в качестве экскурсовода по сложным путям черепных нервов. Эти карты являются инструментами для повышения и упрощения изучения анатомических структур от основных принципов до самых сложных систем. Пути двенадцати черепных нервов и их ветвей изложены в логической форме и подробно аннотированны. Проработано легкое взаимодействие с картой, нажатие на структуры, извлекает информацию о них в отдельное текстовое поле.

Язык приложения — английский, возможность скачать — бесплатная.

Android   iOS

Cerebrum ID — строение человеческого мозга

Анатомическое приложение, содержащее в себе информацию о нормальном строении человеческого мозга.

Благодаря удобно реализованному интерфейсу, пользователь получает интерактивную модель с возможностью полного взаимодействия. Доступны несколько вариантов просмотра с подписью и описанием функций всех анатомических структур.

Программа будет полезная студенту как дополнение к учебнику, или начинающему врачу для повторения своих знаний.

Язык контента — английский. Платформы — android и ios.

Android $1.02  iOS $0.99

iSurf BrainView — изучение мозга на основе МРТ

«ISurf BrainView» — является репетитором по изучению человеческого мозга на основе снимков МРТ и представляет собой атлас этой сложной структуры.

Это приложение использует автоматическую сегментацию для создания атласа нейровизуализации на основе T1 MRI — снимков и является отличным инструментом для обучения МРТ-мозга и изучения нейроанатомии.

Контент программы — англоязычный. Скачивание — бесплатное.

iOS

NeuroSlice — понятная нейроанатомия

Благодаря интерактивным изображениям из этого приложения, нейроанатомия станет понятней для всех желающих её изучить.

«NeuroSlice» содержит 40 МРТ снимков, которые были помечены цифровыми маркерами, для лучшего распознавания структур мозга.

Программа позволяет:

  • Выделить для отображения информации о ней.
  • Выбрать название области и она будет показана на снимке.
  • Производить поиск по базе данных областей мозга.

Язык приложения — английский.

Android

NEUROANATOMY — Digital Atlas (Цифровой атлас)

«NEUROANATOMY — Digital Atlas» — удобный атлас по нейроанатомии, с описанием структур и их функций.

3D-анимация реализованная в приложении, позволяет изучать анатомические особенности мозга, послойно исследовать его структуры и понять клинические проявления различных заболеваний.

Включенные в программу интерактивные 3D-анимации с подробным описанием, помогают пользователю погрузиться в нейроанатомию.

  • Отличный инструмент обучения
  • Идеально подходит для сохранения знаний
  • Укрепляет знания благодаря неограниченному количеству просмотров.

Темы включают в себя:

  1. Мозговые оболочки и венозные синусы твердой мозговой оболочки.
  2. Мозг — поверхности, борозды и извилины, функциональные зоны.
  3. Внутренняя часть головного мозга — ядра, горизонтальные и корональные разделы.
  4. Строение таламуса и гипоталамуса.
  5. Внешние характеристики ствола мозга.
  6. Внутренние особенности ствола мозга.
  7. Мозжечок — внешнее и внутреннее строение.
  8. Кровоснабжение головного мозга.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное, но в программе присутствуют покупки.

Android  iOS

VR Human Brain — виртуальная модель мозга

Программа «VR Human Brain» раскроет для желающих такую сложную тему как — анатомия мозга человека, благодаря его 3D — моделям.

Читайте также:  Кибатлон 2016 - первые соревнования киборгов

В ней подробно раскрыт мозг на уровне его частей и структур.

Особенности приложения:

  • Пользователи могут масштабировать и вращать 3D-модели.
  • Студенты и преподаватели могут разбирать каждую из частей отдельно.
  • Учителя могут дать ярлык или название каждой части модели.
  • Функция привязки позволяет сохранить нужный участок, как отдельный графический объект.

Язык приложения — английский. Возможность скачать — бесплатная.

iOS

Головной мозг — классификация отделов с описанием

Электронный андроид — справочник по строению и функциям головного мозга человека.

Возможности программы:

  • В интерфейсе реализован удобный поиск и возможность воспроизвести текст вслух.
  • Чёткая классификация и текст который удобно читать с маленьких экранов.

Использование приложения будет полезным для студентов-медиков и всех  кто хочет изучить мозг человека, в любом месте и в любое время используя только свой портативный девайс, без надобности покупать учебник.

Язык контента — русский. Скачивание — бесплатное.

Android

Источник: https://medical-club.net/prilozheniya-dlya-izucheniya-stroyeniya-mozga/

Мозг человека – главная тайна, пока не разгаданная учеными

Человек летает в космос и погружается в морские глубины, создал цифровое телевидение и сверхмощные компьютеры. Однако сам механизм мыслительного процесса и орган, в котором происходит умственная деятельность, как и причины, побуждающие нейроны взаимодействовать, до сих пор остаются загадкой.

Головной мозг – важнейший орган человеческого организма, материальный субстрат высшей нервной деятельности. От него зависит, что человек чувствует, делает, о чем думает. Мы слышим не ушами и видим не глазами, а соответствующими участками коры головного мозга. Он же вырабатывает гормоны удовольствия, вызывает прилив сил и утоляет боль.

В основе нервной деятельности лежат рефлексы, инстинкты, эмоции и другие психические явления. Научное понимание работы мозга все еще отстает от понимания функционирования всего организма в целом. Это, безусловно, связано с тем, что мозг – гораздо более сложный орган по сравнению с любым другим.

Мозг – самый сложный объект в известной нам вселенной.

Справка

У человека отношение массы головного мозга к массе тела в среднем равно 2%. А если поверхность этого органа разгладить, получится примерно 22 кв. метра органики. Мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток (нейронов).

Чтобы вы могли представить себе это количество, напомним: 100 миллиардов секунд – это примерно 3 тысячи лет. Каждый нейрон контактирует с 10 тысячами других. И каждый из них способен к высокоскоростной передаче импульсов, поступающих от одной клетки к другой химическим путем.

Нейроны могут одновременно взаимодействовать с несколькими другими нейронами, в том числе находящимися в удаленных отделах мозга.

Только факты

  • Мозг – лидер по энергопотреблению в организме. На него работает 15% сердца, и он потребляет около 25% кислорода, захватываемого легкими. Для доставки кислорода к мозгу работают три крупные артерии, которые предназначены для его постоянной подпитки.
  • Около 95% тканей мозга окончательно формируются к 17 годам.

    К концу пубертатного периода мозг человека составляет полноценный орган.

  • Головной мозг не чувствует боли. В мозге нет болевых рецепторов: зачем они, если разрушение мозга приводит к смерти организма? Дискомфорт может чувствовать оболочка, в которую заключен наш мозг, – так мы испытываем головную боль.
  • У мужчин мозг обычно больше, чем у женщин.

    Средний вес головного мозга взрослого мужчины – 1375 г, взрослой женщины – 1275 г. Они также различаются размерами различных областей. Однако учеными доказано, что это не имеет отношения к интеллектуальным способностям, а самый большой и тяжелый мозг (2850 г), который описывали исследователи, принадлежал пациенту психиатрической больницы, страдающему идиотизмом.

  • Человек использует практически все ресурсы своего мозга. То, что мозг работает всего на 10%, – миф. Ученые доказали, что имеющиеся резервы мозга человек задействует в критических ситуациях. Например, когда кто-то убегает от злой собаки, он может перепрыгнуть через высокий забор, который в обычных условиях он ни за что не преодолел бы.

    В экстренный момент в мозг вливаются определенные вещества, которые стимулируют действия того, кто оказался в критической ситуации. По сути, это допинг. Однако проделывать такое постоянно опасно – человек может умереть, потому что исчерпает все свои резервные возможности.

  • Мозг можно целенаправленно развивать, тренировать.

    Например, полезно заучивать тексты наизусть, решать логические и математические задачи, изучать иностранные языки, познавать новое. Также психологи советуют правшам периодически «главной» рукой делать левую, а левшам – правую.

  • Мозг обладает свойством пластичности.

    Если поражен один из отделов нашего важнейшего органа, другие через некоторое время смогут компенсировать его утраченную функцию. Именно пластичность мозга играет исключительно важную роль в овладении новыми навыками.

  • Клетки головного мозга восстанавливаются.

    Синапсы, связывающие нейроны, и сами нервные клетки важнейшего из органов регенерируются, но не так быстро, как клетки других органов. Пример тому – реабилитация людей после черепно-мозговых травм. Ученые обнаружили, что в отделе мозга, отвечающего за обоняние, из клеток-предшественниц образуются зрелые нейроны.

    В нужный момент они помогают «починить» травмированный мозг. Ежедневно в его коре могут образовываться десятки тысяч новых нейронов, однако впоследствии может прижиться не больше десяти тысяч. Сегодня известны две области активного прироста нейронов: зона памяти и зона, ответственная за движения.

  • Мозг активно работает во время сна.

    Человеку важно иметь память. Она бывает долгосрочная и краткосрочная. Перевод информации из краткосрочной в долгосрочную память, запоминание, «раскладывание по полочкам», осмысление информации, которую человек получает в течение дня, происходит именно во сне. А чтобы тело не повторяло в реальности движения из сна, мозг выделяет особый гормон.

Интересно!

Мозг способен значительно ускорять свою работу. Люди, пережившие ситуации угрозы для жизни, говорят, что за миг перед их глазами «пролетела вся жизнь». Ученые считают, что мозг в момент опасности и осознания грозящей смерти в сотни раз ускоряет работу: ищет в памяти аналогичные обстоятельства и способ помочь человеку успеть себя спасти.

Всестороннее изучение

Проблема исследования мозга человека – одна из самых захватывающих задач науки. Поставлена цель познать нечто, равное по сложности самому инструменту познания.

Ведь все, что до сих пор исследовалось: и атом, и галактика, и мозг животного – было проще мозга человека. С философской точки зрения неизвестно, возможно ли в принципе решение этой задачи.

Ведь главное средство познания не приборы и не методы, им остается наш человеческий мозг.

Обратите внимание

Существуют различные методы исследования. В первую очередь в практику ввели клинико-анатомическое сопоставление – смотрели, какая функция «выпадает» при повреждении определенной области мозга. Так, французский ученый Поль Брока 150 лет назад обнаружил центр речи.

Он заметил, что у всех больных, которые не могут говорить, поражена определенная область мозга.

Электроэнцефалография изучает электрические свойства мозга – исследователи смотрят, как электрическая активность разных участков мозга меняется в соответствии с тем, что делает человек.

Электрофизиологи регистрируют электрическую активность «мыслительного центра» организма с помощью электродов, позволяющих записывать разряды отдельных нейронов, или с помощью электроэнцефалографии. При тяжелейших заболеваниях мозга тонкие электроды могут вживляться в ткань органа.

Это позволило получить важную информацию о механизмах работы мозга по обеспечению высших видов деятельности, были получены данные о соотношении коры и подкорки, о компенсаторных возможностях. Еще один метод изучения мозговых функций – электрическая стимуляция отдельных областей.

Так канадским нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом был исследован «моторный гомункулус». Было показано, что, стимулируя определенные точки в моторной коре, можно вызвать движение разных частей тела, и установлено представительство различных мышц и органов.

В 1970-е годы, после изобретения компьютеров, представилась возможность еще более полно исследовать внутренний мир нервной клетки, появились новые методы интроскопии: магнитоэнцефалография, функциональная магниторезонансная томография и позитронно-эмиссионная томография.

В последние десятилетия активно развивается метод нейровизуализации (наблюдение за реакцией отдельных частей мозга после введения определенных веществ).

Детектор ошибок

Очень важное открытие было сделано в 1968 году – ученые обнаружили детектор ошибок. Это механизм, который дает нам возможность производить рутинные действия, не задумываясь: например, умываться, одеваться и одновременно думать о своих делах.

Детектор ошибок в подобных обстоятельствах все время следит, правильно ли вы действуете. Или, например, человек внезапно начинает чувствовать себя некомфортно – он возвращается домой и обнаруживает, что забыл выключить газ.

Важно

Детектор ошибок позволяет нам даже не задумываться о десятках задач и решать их «на автомате», сходу отметая недопустимые варианты действий. За последние десятилетия наука узнала, как устроены многие внутренние механизмы человеческого организма. Например, путь, по которому зрительный сигнал доходит от сетчатки до мозга.

Для решения более сложной задачи – мышления, опознания сигнала – задействована большая система, которая распространена по всему мозгу. Однако «центр управления» пока не найден и даже неизвестно, есть ли он.

Гениальный мозг

С середины XIX века ученые делали попытки изучения анатомических особенностей мозга людей с выдающимися способностями. На многих медицинских факультетах Европы хранились соответствующие препараты, в том числе и профессоров медицины, которые еще при жизни завещали свой мозг науке. От них не отставали русские ученые.

В 1867 году на Всероссийской этнографической выставке, устроенной Императорским обществом любителей естествознания, было представлено 500 черепов и препаратов их содержимого. В 1887 году анатом Дмитрий Зернов опубликовал результаты исследования мозга легендарного генерала Михаила Скобелева.

В 1908 году академик Владимир Бехтерев и профессор Рихард Вейнберг исследовали подобные препараты покойного Дмитрия Менделеева. Аналогичные препараты органов Бородина, Рубинштейна, математика Пафнутия Чебышева сохранены в анатомическом музее Военно-медицинской академии в Санкт-Петербурге.

В 1915 году нейрохирург Борис Смирнов подробно описал мозг химика Николая Зинина, патолога Виктора Пашутина и писателя Михаила Салтыкова-Щедрина. В Париже был исследован мозг Ивана Тургенева, вес которого достигал рекордных 2012 г. В Стокгольме работали с соответствующими препаратами знаменитых ученых, в том числе Софьи Ковалевской.

Специалисты Московского института мозга тщательно исследовали «мыслительные центры» вождей пролетариата: Ленина и Сталина, Кирова и Калинина, изучали извилины великого тенора Леонида Собинова, писателя Максима Горького, поэта Владимира Маяковского, режиссера Сергея Эйзенштейна…

Сегодня ученые убеждены в том, что, на первый взгляд, мозг талантливых людей ничем не выделяется из ряда среднестатистических. Эти органы различаются структурой, размерами, формой, однако от этого ничего не зависит. Мы до сих пор не знаем, что именно делает человека талантливым. Можем только предполагать, что мозг таких людей немножко «сломан». Он может делать то, чего не могут нормальные, а значит, он не такой, как все.

Источник: https://nmedik.org/mozg-cheloveka.html

Ссылка на основную публикацию