Eine gerade veröffentlichte Studie hat ein neues neurocomputationales Modell des menschlichen Gehirns vorgestellt, das Aufschluss darüber geben könnte, wie wir komplexe kognitive Fähigkeiten entwickeln, und die Forschung vorantreiben könnte künstliche Intelligenz neural.
Die Studie wurde von einem französisch-kanadischen Team durchgeführt: französische Wissenschaftler vom Institut Pasteur und der Universität Sorbonne, kanadische Wissenschaftler vom Quebec Artificial Intelligence Institute und der Universität Montreal.
Das Modell wurde auf dem Cover von Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) abgebildet. Ich verlinke es hier.
Drei Entwicklungsstufen …
Im Wesentlichen beschreibt das Modell die neuronale Entwicklung über drei hierarchische Ebenen der Informationsverarbeitung.
Die erste Ebene Der Bereich der Informationsverarbeitung, der Sensomotorik, erforscht, wie die innere Aktivität des Gehirns verschiedene Muster aus der Wahrnehmung lernt und diese mit Handlungen verknüpft.
Dann die zweite EbeneDie kognitive untersucht, wie das Gehirn diese Muster kontextuell kombiniert.
Die bewusste EbeneÜberlegen Sie schließlich, wie sich das Gehirn von der Außenwelt abgrenzt und erlernte Muster (durch das Gedächtnis) manipuliert, die der Wahrnehmung nicht mehr zugänglich sind.
… Und zwei Arten des Lernens
Die Untersuchung des neuen neuroinformatischen Modells des menschlichen Gehirns legt außerdem den Schwerpunkt auf zwei grundlegende Arten des Lernens.
Eine davon ist das hebräische Lernen (von Neuropsychologe Donald Hebb), assoziiert mit statistischer Regelmäßigkeit, also Wiederholung. Das andere ist verstärkendes Lernen, verbunden mit Belohnung und dem Neurotransmitter Dopamin.
Das Zusammenspiel der beiden Lernarten mit den verschiedenen Ebenen der Informationsverarbeitung könnte uns ein neues Bewusstsein für die grundlegenden Mechanismen der Kognition vermitteln.
Wie funktioniert das in der Studie vorgestellte Modell des menschlichen Gehirns?
Das Modell löst drei Aufgaben zunehmender Komplexität, von der visuellen Erkennung bis zur kognitiven Manipulation bewusster Wahrnehmungen. Jedes Mal hat das Team einen neuen Kernmechanismus eingeführt, um ihm Fortschritte zu ermöglichen.
Die Ergebnisse heben zwei grundlegende Mechanismen für die mehrstufige Entwicklung kognitiver Fähigkeiten in biologischen neuronalen Netzen hervor:
- Synaptische Epigenese, mit Hebbian-Lernen auf lokaler Ebene und Verstärkungslernen auf globaler Ebene;
- Selbstorganisierte Dynamik, durch die spontane Aktivität und das ausgewogene erregende/hemmende Verhältnis von Neuronen.
Es ist, als hätte man herausgefunden, wie ein kybernetisches Gehirn eingeschaltet und bedient wird. „Unser Modell zeigt, wie KI mit biologischen Mechanismen und kognitiven Architekturen vorgeht, die zu künstlichem Bewusstsein führen könnten“, sagt das Teammitglied Guillaume Dumas, Assistenzprofessor für Computerpsychiatrie an der Universität Montreal.
Neues Rechenmodell des Gehirns: Wohin führt es uns?
Kann ein Modell wie das untersuchte ein Gewissen in einer künstlichen Intelligenz hervorbringen?
„Um diesen Meilenstein zu erreichen, ist möglicherweise die Integration anderer Faktoren erforderlich“, sagt Dumas, „wie etwa der sozialen Dimension der Kognition.“ Und genau das versuchen Forscher nun: Die nächsten Experimente zielen darauf ab, zwei „simulierte kybernetische Gehirne“ interagieren zu lassen, um zu sehen, was dabei herauskommt.
Kurz gesagt, glaubt das Team, dass die Verankerung zukünftiger Computermodelle in biologischen und sozialen Realitäten uns nicht nur helfen wird, die grundlegenden Mechanismen zu verstehen, die der Kognition zugrunde liegen.
Es wird uns auch dabei helfen, diese Mechanismen einer künstlichen Intelligenz bereitzustellen, die eines Tages (anders als heute) wird eine Form von Selbstbewusstsein haben.
