Хенри Маркрам създава мозък в суперкомпютър

Нашата мисия е да създадем един подробен, реалистичен компютърен модел на човешкия мозък. През последните четири години правихме изпитания на концепцията върху една малка част от мозъка на гризач, и с тези изпитания на концепцията сега увеличаваме мащаба на проекта, за да достигнем човешкия мозък.

Защо го правим? Има три важни причини. Първата - жизненоважно е за нас да разбираме човешкия мозък, ако искаме да се справяме в обществото, и мисля, че това е ключова стъпка в еволюцията. Втората причина е, че не можем вечно да експериментираме с животни, а трябва да въплътим всичките си данни и всичките си познания в един работещ модел. Това е като Ноевия ковчег. То е като архив. А третата причина е, че има два милиарда души на планетата, засегнати от психически заболявания, а лекарствата, използвани днес, са в голяма степен емпирични. Мисля, че можем да намерим много конкретни решения, за това как да лекуваме заболяванията.

Дори на този етап можем да използваме модела на мозъка, за да изследваме някои фундаментални въпроси касаещи работата на мозъка Тук, в ТЕД, за пръв път бих искал да споделя с вас как работим по една теория - съществуват много теории - една теория за това как работи мозъкът. Тази теория е, че мозъкът създава, изгражда, една версия за вселената. И проектира тази версия за вселената, като мехур, навсякъде около нас.

Това, разбира се, е тема за философски спорове от векове. Но за пръв път можем наистина да работим по въпроса с мозъчна стимулация и да задаваме много систематични и точни въпроси, дали е възможно тази теория да е вярна. Причината, поради която луната е огромна на хоризонта, е просто защото мехурът на нашето възприятие не се разтяга на разстояние 380 000 километра. Свършва му пространството. Така че онова, което правим, е - сравняваме сградите вътре в мехура на нашето възпрятие, и вземаме решение. Вземаме решение, че е толкова голяма, макар и да не е толкова голяма,

а това илюстрра факта, че решенията са ключовото нещо, което поддържа мехура на нашето възприятие. Те го поддържат жив. Без решения не можеш да виждаш, не можеш да мислиш, не можеш да чувстваш. Може би мислите, че обезболяващите действат, като ви потапят в някакъв дълбок сън, или като блокират рецепторите ви, така че да не усещате болка, но всъщност повечето обезболяващи не действат по този начин. Онова, което те правят, е да внасят шум в мозъка, така че невроните да не могат да се разбират взаимно. Те са объркани, и не можете да вземете решение. Затова, докато се опитвате да решите какво прави докторът, хирургът, докато насича тялото ви, той отдавна си е отишъл. Прибрал се е у дома и пие чай. (Смях)

Когато отидете до една врата и я отворите, онова, което правите компулсивно, е да вземате решения - хиляди решения за размера на стаята, стената, височината, предметите в тази стая. 99 процента от онова, което виждате, не е онова, което влиза през очите. То е онова, което заключавате за тази стая. Затова мога да кажа, с известна сигурност: "Мисля, следователно съществувам." Но не мога да кажа: "Ти мислиш, следователно съществуваш", защото ти си вътре в мехура на моето възприятие.

Можем да размишляваме и да философстваме около това, но всъщност не се налага да го правим през следващите сто години. Можем да зададем един много конкретен въпрос. "Може ли мозъкът да изгради такова възприятие? Способен ли е да го направи? Има ли веществото, за да го направи? Това ще ви опиша днес.

На вселената са й били нужни 11 милиарда години, за да създаде мозък. Трябвало е да го усъвършенства малко. Трябвало е да добави фронталния дял, за да имате инстинкти, защото те били необходими за справяне на сушата. Но първата истински голяма стъпка беше неокортексът. Това е нов мозък. Бил е необходим. Бозайниците са имали нужда от него, защото е трябвало да се справят с родителство, социални взаимодействия, сложни познавателни функции.

Може да мислите за неокортекса всъщност като крайното решение днес на вселената, каквато я познаваме. Това е апогеят, крайният продукт, който е произвела вселената. Той постигнал такъв успех в еволюцията, че от мишка до човек се е разширил около хилядократно по отношение броя на невроните, за да се получи този почти плашещ орган, структура. И не е спрял по еволюционния си път. Всъщност, неокортексът в човешкия мозък еволюира с огромна скорост.

Ако разгледате повърхността на неокортекса под микроскоп, ще установите, че той е изграден от малки модули, G5 процесори, като компютър. Но има около милион такива. Те еволюирали толкова успешно, че онова, което сме правили, беше да ги дублираме отново и отново и да добавяме повече и повече от тях към мозъка, докато вече не ни е останало място в черепа. И мозъкът е започнал да се нагъва вътре в себе си, затова неокортексът е толкова сложен. Просто пакетираме в колони, за да имаме повече неокортикални колони, които да изпълняват по-сложни функции.

Всъщност, можете да мислите за неокортекса като за огромен роял, роял с милион клавиши. Всяка от тези неокортикални колои ще свири една нота. Стимулирате я, а тя изпълнява симфония. Но това не е просто симфония на възприятието. Това е симфония на вашата вселена,вашата реалност. Разбира се, трябват години, за да се научиш да свириш на роял с милион клавиши. Затова трябва да изпращате децата си в добри училища, и, да се надяваме, в крайна сметка в Оксфорд. Но въпросът не е само в образованието. А също и в генетиката. Може да сте родени с късмет или да знаете как да боравите с неокортикалната си колона и може да свирите фантастична симфония.

Всъщност има една нова теория за аутизма, наречена теория за "интензивния свят", която предполага, че неокортикалните колони са супер-колони. Те са високо реактивни и са супер пластични, и затова аутистите вероятно са способни да създадат и научат симфония, немислима за нас. Но също става ясно, че ако имаш заболяване вътре в някоя от тези колони, нотата ще бъде изключена. Възприятието - симфонията, която създаваш, ще бъде повредена и ще имаш симптоми на болест.

Затова свещеният граал за невронауката всъщност е да се разбере замисълът на неокортикалната колона, а това не е само за невронауката, а вероятно - за разбиране на възприятието, за разбиране на реалността и вероятно също дори за разбиране на физическата реалност. Затова през последните 15 години се занимавахме със системна дисекция на неокортекса. Малко прилича на това да отидеш да каталогизираш част от тропическа дъждовна гора. Колко дървета има в нея? С какви форми са дърветата? По колко от всеки тип дървета има? Къде са разположени?

Но е малко повече от каталогизиране, защото всъщност трябва да опишеш и откриеш всички правила за комуникация, правила за свързаност, защото невроните не обичат да се свързват просто с който и да е неврон. Те избират много внимателно с кого да се свържат. Това е и повече от каталогизиране, защото всъщност трябва да се построят триизмерни дигитални модели за тях. Правихме това за десетки хиляди неврони, създавахме дигитални модели на различните типове неврони, на които се натъквахме. А след като веднъж имаш това, може наистина да започнеш да строиш неокортикалната колона.

И ето, започнахме да ги навиваме. Но докато правиш това, се вижда, че клоновете всъщност се пресичат на милиони места и на всяка от тези пресечни точки могат да формират синапс. А синапсът е химическа локация, където те комуникират един с друг. Тези синапси, взети заедно, формират мрежата на веригата на мозъка. Може да мислите за тази верига също като за материята на мозъка. А когато мислиш за материята на мозъка, структурата, как е построен? Какъв е мотивът на килима? Осъзнаваш, че това поставя едно фундаментално предизвикателство пред всяка теория за мозъка, и особено за теория, която казва, че има някаква реалност, която произлиза от този килим, точно от този килим с определена шарка.

Причината е, тъй като най-важната тайна относно замисъла на мозъка е разнообразието. Всеки неврон е различен. Същото е в гората. Всяко борово дърво е различно. Може да има много различни типове дървета, но всяко борово дърво е различно. Същото е и в мозъка. Значи, няма неврон в мозъка ми, който да е същият като друг, и няма неврон в моя мозък, който да е същият, както във вашия. Вашите неврони няма да са ориентирани и позиционирани точно по същия начин. И може да имате повече или по-малко неврони. Така че не е особено вероятно да имате същата материя, същата мрежа.

Тогава как е възможно да създадем реалност, така че дори да можем да се разбираме взаимно? Е, няма нужда да спекулираме. Сега можем да разгледаме всичките 10 милиона синапса. Можем да разгледаме материята. И можем да променяме неврони. Можем да използваме различни неврони с различни вариации. Можем да ги позиционираме на различни места, да ги ориентираме на различни места. Можем да използваме по-малко или повече от тях. А когато направим това, открихме, че мрежата всъщност се променя. Но схемата, по която е проектирана мрежата, не се променя. И така - материята на мозъка, макар че мозъкът ви може да е по-малък, по-голям, може да има различни типове неврони, различни морфологии на невроните, всъщност споделяме същата материя. И мислим, че това е специфично за видовете, което означава, че това би могло да обясни защо не можем да комуникираме с други видове.

И така, нека да го включим. Но за да го направим, онова, което е необходимо, е това да оживее. Ние го караме да оживее с уравнения, много математика. Всъщност уравненията, които превръщат невроните в електрически генератори, са били открити от двама нобелови лауреати от Кеймбридж. Имаме математиката, за да накараме невроните да оживеят. Имаме също математиката, за да опишем как невроните събират информация и как създават малка светкавица, за да комуникират един с друг. А когато стигнат до синапса, онова, което правят, е, че ефективно, буквално, оказват шок на синапса. Това е като електрошок, който освобождава химикалите от тези синапси.

И имаме математиката да опишем този процес. Така че, можем да опишем комуникацията между невроните. Те буквално са само шепа уравнения, необходими за стимулация на дейността на мозъчната кора. Но ви трябва много голям компютър. Всъщност, трябва ви един лаптоп, за да направите всички изчисления само за един неврон. Значи ви трябват 10 000 лаптопа. Къде отивате тогава? Отивате в IBM и получавате суперкомпютър, защото те трябваше да вземат 10 000 лаптопа и да ги поставят в размера на един хладилник. И сега имаме този суперкомпютър - "Син ген". Можем да заредим всички неврони, всеки включен в своя процесор, да го пуснем и да видим какво ще се случи. Да се качим на вълшебното килимче и да се повозим.

Тук го активираме. А това за пръв път позволява да зърнем какво се случва в мозъка, когато има стимулация. Това е първият поглед. Като погледнеш това за пръв път, си мислиш: "Боже. Как от това излиза реалност?" Но всъщност, може да се започне, макар че, не сме тренирали тази неокортикална колона, да създава специфична реалност. Но можем да попитаме: "Къде е розата?" Можем да попитаме: "Къде е това вътре, ако го стимулираме с картина?" Къде е това вътре в мозъчната кора? В крайна сметка трябва да е там, ако сме я стимулирали с него.

Начинът, по който може да гледаме на това, е да игнорираме невроните, да игнорираме синапсите и да гледаме само суровата електрическа дейност. Защото това създава тя. Създава електрически модели. Когато направихме това, наистина за пръв път видяхме тези подобни на призраци структури: електрически обекти, появяващи се вътре в неокортикалната колона. И тези електрически обекти съдържат цялата информация за онова, което я е стимулирало. Когато направихме увеличение на това, то е като същинска вселена.

Затова следващата стъпка е просто да вземем тези мозъчникоординати и да ги проектираме в перцептивното пространство. Ако се направи това, ще стане възможно да се навлезе в реалността, създавана от тази машина, от този мозък. И така, в резюме, мисля, че вселената може да е... възможно е... усъвършенствала мозъка така, че да види себе си, което може да е първа стъпка към това да стане наясно със себе си. Трябва да се направи още много, за да се проверят тези теории, както и за да се проверят всякакви други теории. Но се надявам, че сте поне отчасти убедени, че не е невъзможно, да се създаде мозък. Можем да го направим до 10 години, и ако успеем, ще изпратим след 10 години в ТЕД холограма, която да ви говори. Благодаря. (Аплодисменти)