За несколько недель до выступления Обамы еврокомиссия выдала грант «Технологии будущего» размером в миллиард евро на проект «Человеческий мозг» (Human Brain Project, или HBP). Цель затеи — создать «кремниевый мозг», то есть полноценную модель человеческого мозга на суперкомпьютере.

Полноценную — значит, мыслящую? Кажется, в этом не уверен даже директор проекта, профессор Швейцарского федерального технического института Лозанны Генри Маркрам.

— Создадим ли мы что-то разумное? Сознательность искусственного мозга мы не исключаем, ведь наверняка в работе нейронов есть нечто большее, чем просто импульсы. Но это уже философия, — поведал он в беседе с корреспондентом «РР».

С 2005 года Маркрам моделирует кору мозга с помощью суперкомпьютера Blue Gene, продвинутого потомка чемпиона по шахматам Deep Blue. Ученому удалось реалистично воспроизвести колонку из 10 тысяч нейронов — структурную единицу коры мозга крысы. Для моделирования колонки было задействовано 8192 процессора суперкомпьютера — каждый процессор моделировал по нейрону. Недавно Маркрам связал в нейросеть уже сто колонок — миллион виртуальных нейронов. Вскоре он рассчитывает создать модель крысиного мозга, работающую в режиме реального времени (то есть 1 секунда работы мозга будет моделироваться процессорами за 1 секунду).

Кора человеческого мозга тоже состоит из подобных колонок, в ней 20 миллиардов нейронов, и Маркрам берется построить ее виртуальный аналог менее чем за десятилетие.

— Возможно, через десять лет доклад о наших успехах будет делать голограмма с искусственным интеллектом, — говорит Маркрам участникам конференции TED, в то время как на экране мелькают бесконечные хитросплетения виртуальных нейронов.

Проблема тут не столько в количестве нейронов, сколько в качестве симуляции. В лаборатории нобелевского лауреата Джеральда Эдельмана еще в 2008 году была создана модель нейросети из ста миллиардов нейронов, но намного более простых и менее похожих на реальные.

Для того чтобы реалистично смоделировать человеческий мозг, в Швейцарии неподалеку от Лозанны строится Нейрополис — аналог CERN и Кремниевой долины для исследования мозга. Нейрополис, первые лаборатории которого откроются уже в этом году, станет центром мегапроекта HBP, в котором уже участвуют 120 команд ученых из 90 институтов 22 стран.

О, дивный новый нейромир!

Космическая гонка привела людей на Луну, дала нам сотовую связь и навигаторы, ускорила разработку компьютеров, дала толчок ряду высокотехнологичных производств и всей экономике. А что даст гонка искусственных мозгов?

— Два миллиарда человек на планете страдают умственными расстройствами, а мы до сих пор пытаемся подобрать для них лекарства методом проб и ошибок, — говорит профессор Маркрам.

Карта связей внутри мозга макаки

Он рассчитывает, что виртуальный мозг позволит понять причины психических болезней. На нем можно будет моделировать действие лекарств и других методов лечения. Об этом же говорит и американский президент: «Американский БАМ даст детальную картину любой патологии, и мы поймем причины болезни Альцгеймера, шизофрении, депрессии, аутизма и других заболеваний мозга».

Локомотивом для медицины и всей экономики может стать разработка нанороботов, которые понадобятся для того, чтобы отслеживать активность каждого нейрона. Похожие наномашины смогут ремонтировать организм на клеточном уровне, а в дальнейшем, подобно бактериям, заполнят наш мир, сделав его разумным и управляемым.

Еще более масштабными последствиями грозит создание нейроморфных компьютеров, имитирующих функции мозга человека, — недаром IBM предоставила Маркраму суперкомпьютер Blue Gene и спонсировала сразу несколько проектов реконструкции мозга.

Компьютеры с классической архитектурой могут многое там, где дело касается перебора большого количества вариантов (как в игре в шахматы), но наивные надежды на то, что искусственный разум удастся создать, просто увеличивая их быстродействие, давно рухнули.

С 1970-х быстродействие компьютеров превзошло прогнозы в миллионы раз, а умнее они не стали. Оказалось, программы гораздо важнее «железа», но в области развития программного обеспечения уже десятилетия царят застой и уныние. Программы-переводчики переводят ровно так же беспомощно, как и двадцать лет назад; с распознаванием образов мы никуда не продвинулись; текстовые редакторы, браузеры и все программы для рядового потребителя не претерпели никаких принципиальных изменений.

Чтобы компьютеры поумнели, необходимо изменить основные принципы их работы. Например, создавать их на основе мемристоров. «Мемристор» — еще одно слово из актуального лексикона науки. Речь идет об электронных аналогах синапсов — соединений между нейронами мозга (каждый нейрон связан с остальными тысячами синапсов). Чтобы получить аналог мозга, мемристоры должны уметь образовывать новые связи (в этом суть обучения на нейронном уровне), но мы пока точно не знаем, как этот процесс происходит в настоящем мозге.

Потребность в нейроморфных, или, как их еще называют, когнитивных компьютерах очень велика и служит одним из главных двигателей «новой космической гонки». Дело в том, что мы все хуже справляемся с растущей по экспоненте лавиной данных, которая обрушивается на нас. Все сложнее извлекать полезную информацию из гигантских массивов медицинских записей, показаний приборов, сообщений прессы. Сегодня data science — наука о данных — одна из самых быстро развивающихся областей знаний, а специалисты по big data, большим массивам данных, самые востребованные на рынке.

— Нам нужны когнитивные компьютеры не для того, чтобы они заменили людей, — утверждает Джон Келли, директор по исследованиям IBM, — а для того, чтобы мы смогли выжить в мире гигантских объемов данных. Если мы не научимся извлекать из них информацию, эти данные погребут нас, мы начнем принимать гибельные решения.

Впрочем, заменить людей разумные нейророботы тоже смогут. Если можно создать искусственный аналог человеческого мозга, значит, можно сделать и нечто более мощное. И тогда, чтобы не стать домашними животными суперкомпьютеров, людям придется создавать усилители своего мозга.

Известный футуролог Рэй Курцвейл считает, что приближается время, когда мы создадим искусственный неокортекс, радикально расширяющий возможности нашего интеллекта. Носить его с собой не придется: мозги людей и компьютеров свяжет нейронет — сеть, которая станет следующим шагом в развитии нейроинтерфейсов, уже сейчас позволяющих управлять внешними объектами силой мысли. Настанет время симбиоза биологической и искусственной жизни. История людей как биологического вида закончится, начнется история постчеловечества — вида, который будет создавать сам себя.

Слова из наступающего будущего:

Коннектом — карта нервной системы живого организма, на которую нанесены нейроны и их соединения.

Функциональный коннектом — модель нервной системы, на которой видно как нейроны обмениваются импульсами в реальном времени.

Kогнитивный компьютер — устройство, способное учиться и анализировать данные. Некоторые называют такие способности разумом, но это вопрос дискуссионный. Чтобы создать такую машину, пытаются разработать принципиально новую компьютерную архитектуру, имитирующую мозг. Поэтому когнитивные компьютеры еще называют нейроморфными компьютерами.

Мемристоры — элементы микроэлектроники, способные менять свое сопротивление под действием проходящего через них тока. Чем больше было импульсов от одного мемристора к другому, тем лучше «ассоциативная» связь между ними. Из таких элементов, моделирующих нейроны и синапсы, должны состоять нейроморфные компьютеры. Есть и другие названия для базовых элементов нейрокомпьютеров, например когнитивные чипы, или когнайзеры.

Data science, наука о данных — новая область знаний и разработки инструментов анализа больших массивов данных, big data. Нам не под силу извлечь большую часть полезной информации из огромного массива данных, поступающих от промышленных сетей или из расшифрованного генома человека, не говоря уже о данных, продуцируемых мозгом. Чтобы анализировать эти данные, нужны когнитивные компьютеры.

Нейронет — гипотетическая сеть будущего, которая сможет связать между собой наши мозги и с помощью нейроинтерфейсов дать возможность мысленно управлять внешними объектами. Недавно было осуществлено первое такое соединение между мозгами двух крыс.