Kiedy komputery będą mogły symulować cały ludzki mózg?

Komputery tak wydajne, że w końcu zyskują własną świadomość. I uznają człowieka za zagrożenie. Ta ostatnia reakcja brzmi apokaliptycznie i raczej nie zaprzątajmy sobie nią teraz myśli. Zrobili to za nas holywoodzcy producenci. I to nie raz. Co jednak ze świadomością? Kiedy komputery będą na tyle wydajne, by choć w ograniczonym stopniu odzwierciedlać działanie ludzkiego mózgu. Czy za naszych czasów usłyszymy z komputerowych głośników „Good Morning Dave?” wypowiedziane z pełną świadomością?

Od samych myśli na ten temat głowa może rozboleć, podobnie jak od rozmyślania nad koncepcją ducha w maszynie. Odpowiedź na powyższe pytania poznamy zapewne wtedy, gdy takie maszyny powstaną.

Spójrzmy się jednak na ten problem pragmatycznie i w dość dużym przybliżeniu. Jak dużo pamięci i jak duża wydajność obliczeniowa jest potrzebna, by odwzorować działanie prawie dwustu miliardów komórek nerwowych? Tyle bowiem mniej więcej mieści się w mózgu przeciętnego czytelnika tego newsa.

Japońsko-niemiecki zespół naukowców wykorzystał otwarto-źródłowy program NEST, który symulował działanie sieci 1,73 miliarda neuronów, w których komunikacji pośredniczyło 10,4 biliona synaps. To tylko około 1% mózgu, ale na więcej naukowcy nie mogli sobie pozwolić. Symulacja jednej sekundy czasu biologicznego wymagała aż 40 minut obliczeń na jednym z najmocniejszych komputerów na świecie. Japoński superkomputer K użyczył na ten cel swoje 82944 procesory i 1 petabajt pamięci. Każda synapsa (połączenie pomiędzy komórkami nerwowymi) była reprezentowana przez 24 bajty pamięci. To największa jak dotychczas symulacja ludzkiego mózgu.

Skoro wiemy jak dużo mocy potrzeba by symulować 1% mózgu, to ile trzeba by symulować cały mózg. Trywialne było, by myślenie, że da się to łatwo przeskalować, mnożąc przez 100. Z pewnością problem jest bardziej skomplikowany, a nam trudno jest powiedzieć jak dokładna była symulacja. Inaczej mówiąc, jakie procesy zachodzące w ludzkim mózgu brane były pod uwagę. Zakładając jednak, że dla całego mózgu potrzeba 100 razy szybszy komputer i 100 razy więcej pamięci, to odzwierciedlenie działania sieci neuronowej skomplikowanej podobnie jak ludzki mózg powinno być w zasięgu komputerów o wydajności liczonej w exaflopsach. Nadal jednak czas obliczeniowy byłby znacznie dłuższy niż odwzorowywany czas biologiczny. Czyli, jeszcze sobie poczekamy.

Jednak już za dekadę lub dwie, gdy komputery exaskalowe powstaną, poznanie ludzkiego mózgu da się wynieść na nowy poziom. To bardzo ważna dla nas wiedza, zwłaszcza z medycznego punktu widzenia, o czym świadczy na przykład realizacja projektów takich jak Human Brain Project.

W tej informacji mowa była o symulowaniu mózgu skomplikowanego tak jak ludzki. Nie ulega jednak wątpliwości, że inteligentne maszyny uda się opracować za pomocą znacznie mniej skomplikowanych sieci neuronowych. Japoński K to komputer o różnorodnym przeznaczeniu. Dedykowana elektronika daje szanse uzyskania podobnych efektów przy mniejszych nakładach. Niemniej aż strach pomyśleć, co w ciągu sekundy wyprawia się w naszym mózgu.

Źródło: TGDaily, Human Brain Project