Нова платформа Digital Twin Brain може подолати розрив між біологічним та штучним інтелектом

Останні розробки в нейронауці та штучному інтелекті, створеному за допомогою мозку, відкрили нові можливості для розуміння інтелекту. Тепер дослідницька група під керівництвом Тіанзі Цзяна з Інституту автоматизації Академії наук Китаю окреслила ключові компоненти та властивості інноваційної платформи під назвою Digital Twin Brain, яка може подолати розрив між біологічним і штучним інтелектом і забезпечити нові розуміння обох.

Структура мережі — це те, що об’єднує біологічний і штучний інтелект. Оскільки мозок складається з біологічних мереж, цифрова модель або «двійник» мозку, побудована за допомогою штучних мереж, дозволить дослідникам додати в модель знання про біологічний інтелект. Кінцева мета полягає в тому, щоб «сприяти розвитку штучного загального інтелекту та сприяти точному лікуванню психічного здоров’я», що потребує спільних зусиль міждисциплінарних вчених у всьому світі.

Використовуючи Digital Twin Brain, дослідники могли досліджувати робочі механізми людського мозку, симулюючи та модулюючи мозок у різних станах для різних когнітивних завдань. Наприклад, вони могли б змоделювати, як мозок правильно функціонує в стані спокою і як він функціонує збій при розладах, або розробити методи, щоб перевести його з небажаного стану шляхом модуляції його активності.

Незважаючи на те, що ідея цифрового мозку-близнюка звучить як наукова фантастика, вона має тверду біологічну основу. Він об’єднує три основні елементи: атласи мозку, які служать структурними каркасами та біологічними обмеженнями, багаторівневі нейронні моделі, навчені біологічними даними для моделювання функцій мозку, і спектр програм для оцінки та оновлення поточного «двійника».

Передбачається, що три основні елементи розвиватимуться та взаємодітимуть у замкнутому циклі. Динамічний атлас мозку веде до покращених нейронних моделей, які створюють більш реалістичне моделювання функцій. Поточний «близнюк», що складається з цих моделей, потім перевіряється в постійно розширюваному спектрі практичних застосувань, включаючи виявлення біомаркерів хвороб і тестування на ліки. Ці програми завершують цикл, забезпечуючи зворотний зв’язок для покращення атласу мозку.

Біологічний мозок має складну структуру та складну динаміку. Таким чином, для того, щоб навчитися будувати цифрового двійника, необхідні атласи мозку з високими нюансами, включаючи атласи різних масштабів, різних модальностей і навіть різних видів. Завдяки повній колекції атласів можна глибше дослідити різні аспекти мозку, зв’язки та взаємодію між різними ділянками мозку, а також основні принципи організації мозку.

З іншого боку, атласи мозку також є обмеженнями в тому сенсі, що нейронні моделі повинні базуватися на них для «біологічної правдоподібності», і це створює технічні проблеми.

Команда Цзяна припускає, що атлас Brainnetome буде важливим компонентом для розробки Digital Twin Brain. Оголошений дослідниками з Інституту автоматизації Академії наук Китаю у 2016 році, цей атлас є макромасштабним атласом, що охоплює 246 субрегіонів мозку і розвивається в напрямку «розширеного та детального відображення» структури та зв’язку людського мозку.

Тим часом враховуючи те, що існуючі платформи симуляції мозку не відповідають своїй анатомічній основі, автори вважають життєво важливим розробити «відкриту, ефективну, гнучку та зручну для користувача» платформу з атласом мозку, яка є достатньо потужною, щоб підтримувати багатомасштабність і мультимодальне моделювання. Є ще багато відкритих питань, які потрібно вирішити, наприклад, як ефективно вплести шматочки біологічних знань у цифрового двійника, як розробити кращі моделі для моделювання та як інтегрувати Digital Twin Brain у практичні сценарії.

Таким чином, Digital Twin Brain являє собою конвергенцію нейронауки та штучного інтелекту. Завдяки інтеграції складних атласів мозку, динамічних нейронних моделей і безлічі програм ця платформа готова революціонізувати наше розуміння як біологічного, так і штучного інтелекту.

Завдяки спільним зусиллям вчених з усього світу Digital Twin Brain обіцяє вдосконалити штучний загальний інтелект і революціонізувати точну допомогу в психічному здоров’ї, прокладаючи шлях до трансформаційних проривів у нашому розумінні людського розуму, розвитку інтелектуальних технологій і відкритті терапії розладів головного мозку.