Бүгінде жасанды интеллект марапатталған эсселер жазып, дәрігерлерге ауруларды жоғары дәлдікпен анықтауға көмектесе алады. Алайда, шынайы ақыл-ой икемділігі туралы сөз болғанда, адам миы әлі де айқын басымдыққа ие.

Ойлау икемділігі: адам миының артықшылығы

Адамдар жаңа жағдайлар мен ақпаратқа таңғаларлықтай тез бейімделеді. Бейтаныс бағдарламаны меңгеру, жаңа рецептті сынау немесе жаңа ойынның ережелерін түсіну көп жағдайда жылдам жүреді, ал жасанды интеллект нақты уақытта бейімделу мен «жол үстінде» тиімді үйренуде жиі қиындықтарға тап болады.

Жақында Принстон университетінің нейробиологтары жүргізген зерттеу осы айырмашылықтың негізгі себептерінің бірін анықтады. Адам миы бірдей «когнитивтік блоктарды» түрлі жағдайларда қайта-қайта қолданып, оларды жаңа мінез-құлық үлгілерін қалыптастыру үшін біріктіреді.

«Қазіргі заманғы ЖИ үлгілері кейбір тапсырмаларда адам деңгейіне немесе тіпті одан жоғары нәтижеге жете алады. Бірақ оларға көптеген әртүрлі тапсырмаларды үйрену мен орындау қиын», — дейді философия докторы, зерттеудің аға авторы және Принстон нейроғылым институты директорының орынбасары Тим Бушман. — «Біз мидың икемді екенін, себебі ол ойлау компоненттерін түрлі тапсырмаларда қолдана алатынын анықтадық. Осы “когнитивтік леголарды” біріктіре отырып, ми жаңа тапсырмалар құра алады».

Зерттеу 26 қарашада Nature журналында жарияланды.

Композиционалдық: дағдыларды қайта пайдалану

Егер адам велосипедті реттеуді білсе, мотоцикл жөндеуді үйрену оңайырақ болуы мүмкін. Бұл таныс, қарапайым дағдыларды жаңа күрделі дағдыға біріктіру қабілеті композиционалдық деп аталады.

«Егер сіз нан пісіре алсаңыз, осы дағдыларды қайтадан үйренбей-ақ торт пісіре аласыз», — деп түсіндіреді философия докторы, Принстондағы Бушман зертханасының постдокторанты және зерттеудің жетекші авторы Сина Тафазоли. — «Сізде бар дағдыларды — пешпен жұмыс істеу, ингредиенттерді өлшеу, қамыр илеу — жаңа әрекеттермен, мысалы, қамырды шайқау және глазурь дайындаумен біріктіріп, мүлде басқа нәрсе жасайсыз».

Бұған дейін мидың осындай икемді, композициялық ойлауын қалай қамтамасыз ететіні туралы дәлелдер шектеулі әрі кейде қайшылықты болатын.

Эксперимент: визуалды категориялау тапсырмалары

Нақты көріністі анықтау үшін Тафазоли екі еркек макак-резус маймылын үш байланысты тапсырманы орындауға үйретіп, олардың ми белсенділігін жазды.

Нағыз тапсырмалар — мысалы, пісіру немесе велосипед жөндеу — орнына, жануарларға визуалды категориялау бойынша үш тапсырма ұсынылды. Экранда оларға түрлі түсті дақтар көрсетілді, олар әуе шарларына ұқсайтын. Маймылдардың міндеті — дақтың қоянға немесе «Т» әрпіне көбірек ұқсайтынын (пішіні бойынша категориялау), не қызылға немесе жасылға көбірек ұқсайтынын (түсі бойынша категориялау) анықтау болды.

Тапсырма көрінгеннен күрделірек еді: дақтар белгілердің айқындылығы бойынша ерекшеленді. Кейбір суреттер анық қоянға ұқсаса немесе ашық қызыл болса, басқалары екіұшты болып, категорияны анықтау үшін мұқият ойлануды талап етті.

Әр маймыл пішін немесе түс бойынша шешімін экрандағы төрт бағыттың біріне қарап білдірді. Мысалы, тапсырманың бір нұсқасында солға қарау — дақ қоянға ұқсайды, ал оңға қарау — «Т» әрпіне ұқсайды дегенді білдірді.

Эксперименттің негізгі бөлігі — әр тапсырманың өзіндік ережелері болғанымен, маңызды компоненттерін басқа тапсырмалармен бөлісті. Бір түсті тапсырма мен пішін тапсырмасы маймылдардан бірдей бағыттарға қарауды талап етті, ал екі түсті тапсырмада маймылдар түсті бірдей категориялауы керек болды, бірақ шешімін білдіру үшін әртүрлі бағыттарға қарады.

Мұндай дизайн зерттеушілерге мидың ортақ белгілері бар тапсырмаларда бірдей нейрондық паттерндерді немесе когнитивтік құрылыс блоктарын қолданатынын анықтауға мүмкіндік берді.

Префронтальды қыртыс: қайта қолданылатын когнитивтік блоктардың орталығы

Ми белсенділігінің паттерндерін зерттей отырып, Тафазоли мен Бушман префронтальды қыртыста — жоғары ойлау процестері мен шешім қабылдауға жауапты ми аймағында — бірнеше қайталанатын белсенділік паттерндері бар екенін анықтады. Бұл паттерндер нейрондар тобы ортақ мақсатқа, мысалы, түстерді ажыратуға, бірге жұмыс істегенде пайда болды.

Бушман бұл паттерндерді мидың «когнитивтік леголары» деп атады — түрлі мінез-құлық үлгілерін икемді құрастыруға болатын құрылыс блоктарының жиынтығы.

«Мен когнитивтік блокты компьютерлік бағдарламадағы функция сияқты елестетемін», — дейді Бушман. — «Бір нейрондар тобы түстерді ажырата алады, ал оның шығысы әрекетті басқаратын басқа функциямен байланысады. Мұндай ұйымдасу миға тапсырманы әр компонентін ретімен іске асыра отырып орындауға мүмкіндік береді».

Мысалы, түсті тапсырмалардың бірінде ми суреттің түсін анықтайтын блокты көз қозғалысын басқаратын блокпен біріктіреді. Жануар басқа тапсырмаға, мысалы, түс орнына пішінді анықтауға ауысқанда, бірақ көз қозғалысы сол күйінде қалғанда, ми пішінді өңдеу блогын сол қозғалыс блогымен бірге іске қосады.

Блоктарды осылайша бірге пайдалану негізінен префронтальды қыртыста байқалды және мидың басқа аймақтарында онша айқын болмады. Бұл композиционалдық дәл осы аймақтың ерекше қасиеті болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Назарды басқару: блоктарды қосу және өшіру

Тафазоли мен Бушман сондай-ақ префронтальды қыртыстың кейбір когнитивтік блоктарды қажет болмаған кезде «басып тастай» алатынын байқады. Бұл, шамасы, миға дәл қазір ең маңызды тапсырмаға назар аударуға көмектеседі.

«Мидың когнитивтік бақылауға арналған ресурстары шектеулі», — дейді Тафазоли. — «Кейбір қабілеттерді уақытша басып, дәл қазір маңызды нәрсеге назар аудару керек. Мысалы, пішінді категориялауға шоғырлану түс кодтау қабілетін уақытша төмендетеді, себебі мақсат — пішінді ажырату, түс емес».

Әртүрлі блоктарды таңдап қосып-өшіру арқылы ми шамадан тыс жүктемеден сақтанып, ағымдағы тапсырмаға шоғырлана алады.

Когнитивтік леголар, жасанды интеллект және психикалық денсаулық

Осы когнитивтік леголар адамдардың жаңа тапсырмаларды неге тез меңгеретінін түсіндіре алады. Миға әрдайым бәрін басынан бастау қажет емес — ол бар менталдық компоненттерді пайдаланып, оларды біріктіріп, қайталанатын жұмыстан қашады. Бұл қабілет қазіргі ЖИ жүйелерінде әдетте жоқ.

«Машиналық оқытудың басты мәселесі — катастрофалық ұмытшақтық», — дейді Тафазоли. — «Машина немесе нейрожелі жаңа нәрсені үйренгенде, ол бұрынғы білімін ұмытып, қайта жазады. Егер жасанды нейрожелі торт пісіре алса, кейін печенье пісіруді үйренсе, ол торт пісіруді ұмытады».

Композиционалдықты ЖИ-ға енгізу жасанды жүйелерді адамға ұқсас етіп, жаңа дағдыларды бұрынғысын өшірмей меңгеруге мүмкіндік беруі мүмкін.

Бұл қағидалар медицинаға да әсер етуі мүмкін. Көптеген неврологиялық және психиатриялық жағдайлар, соның ішінде шизофрения, обсессивті-компульсивті бұзылыс және кейбір ми жарақаттары, бұрынғы дағдыларды жаңа жағдайларда қолдануды қиындатады. Мұндай мәселелер ми когнитивтік құрылыс блоктарын икемді қайта біріктіре алмайтын кезде туындайды.

«Егер адамдарға стратегияларды өзгерту, жаңа әдеттерді меңгеру немесе өзгерістерге бейімделу қабілетін қалпына келтіруге көмектесе алсақ», — дейді Тафазоли. — «Ұзақ мерзімді перспективада мидың білімді қалай қайта пайдаланып, қайта біріктіретінін түсіну бізге осы процесті қалпына келтіретін терапия әдістерін жасауға көмектесуі мүмкін».