Nový objev mění pohled na fungování mozku: Klíč k efektivnější umělé inteligenci spočívá ve zpětných vazbách

Tradiční představa, že mozek zpracovává informace jako jednosměrný dopravní pás, od smyslových vstupů k rozhodování, je zpochybněna.

Tradiční představa, že mozek zpracovává informace jako jednosměrný dopravní pás, od smyslových vstupů k rozhodování, je zpochybněna. Nová studie odhaluje, že signály pro rozhodování se objevují již v primární somatosenzorické kůře (S1), což naznačuje, že mozek se spoléhá na komplexní obousměrné zpětnovazební smyčky, nikoli na jednoduchý hierarchický tok informací, jaký využívá dnešní umělá inteligence.

Výzkum vedený profesorem Yuriiem Vlasovem z The Grainger College of Engineering na University of Illinois Urbana-Champaign, publikovaný v časopise PNAS, zdůrazňuje zapojení raných mozkových oblastí do rozhodování. Po desetiletí se předpokládalo, že rozhodování probíhá hierarchickým tokem informací zdola nahoru, začínajícím v raných mozkových oblastech a končícím v čelní kůře. Vlasovův tým však tuto převládající teorii zpochybňuje.

Alternativní pohled se opírá o „přírodní inteligenci“ – proces formovaný evolucí, nikoli stroji. V tomto pojetí mozku probíhá rozhodování nejen prostřednictvím sekvenčních fází, ale také prostřednictvím vnořených zpětnovazebních smyček, které fungují obousměrně. Přírodní inteligence je výpočetně mnohem výkonnější a vyžaduje podstatně méně energie než současné iterace umělé inteligence, což z ní činí atraktivní model pro budoucí AI. Vědci chtějí „reverzním inženýrstvím“ pochopit tuto architektonickou efektivitu, kterou evoluce zdokonalovala miliardy let.

Pro studium složitosti mozku zaznamenával tým neurální aktivitu u myší navigujících ve virtuálním koridoru a činících percepční rozhodnutí. Překvapivě zjistili, že signály pro rozhodování se objevují již v primární somatosenzorické kůře (S1). S1 byla dynamicky modulována regulací shora dolů, zapojenou vyššími mozkovými oblastmi prostřednictvím zpětnovazebních smyček. To naznačuje, že rozhodování se nespoléhá pouze na jednosměrné procesy, jak se dříve myslelo.

Tento systémový pohled na fungování mozku může ovlivnit způsob, jakým inženýři přemýšlejí o umělé inteligenci. Současná AI je většinou „feed-forward“, což znamená, že zpracovává data jednosměrně. Přidáním vnořených zpětnovazebních smyček, které se nacházejí v mozku, by inženýři mohli vytvořit AI, která je mnohem lepší v uvažování a rozpoznávání vzorů, a zároveň spotřebovává zlomek elektřiny. Pochopení rychlé časové dynamiky a těchto zpětnovazebních smyček poskytuje potenciální plán pro novou generaci AI, která bude méně energeticky náročná a inteligentnější. Odhalení, že rozhodování je distribuovaný proces na systémové úrovni, spíše než příkaz shora dolů, představuje zásadní posun v našem „mapování“ mysli a je klíčovým dílkem v jedné ze 14 velkých výzev inženýrství 21. století – reverzním inženýrství lidského mozku.