Слово «нейросети» сегодня является одним из самых модных терминов, и зачастую им злоупотребляют маркетологи в продвижении своих технологических стартапов. Однако нельзя отрицать, что сегодняшний объект нашего рассмотрения представляет собой один из самых важных феноменов, без которых невозможно представить современность.
Сети генов у животных чем-то напоминают сети нейронов в наших мозгах — они тоже могут «обучаться» на ходу. В 1996 году молодой аспирант по имени Ричард Уотсон решил прочитать статью об эволюции. Она была провокационной и затрагивала старую проблему в эволюционной биологии: мы плохо понимаем, как организмы могут так успешно адаптироваться к окружающей среде.
Мозг человек — это биологическое чудо с внушительными навыками. К сожалению, регенерации в их числе нет. За исключением одной маленькой V-образной области в гиппокампе, человеческий мозг практически не может перестраиваться. Когда нейроны умирают, их не могут заменить никакие резервные клетки. Повреждение мозга — удар по голове, инсульт или нейродегенеративное заболевание — может быть фатальным. Потерянные нейроны вернуть не удастся.
Параллельно с развитием нейронных сетей активно развивается и искусственный интеллект. Нейронные сети помогают учёным всего мира обрабатывать огромные массивы данных, позволяя машинам распознавать объекты, узнавать лица людей, обрабатывать и понимать человеческую речь и совершать максимально точные переводы с одного языка на другой. В данный момент учёные сосредоточились на создании специальных процессоров, воссоздающих работу человеческого мозга. Команда из Принстонского университета создала первый в мире процессор, использующий свет для имитации нейронов.
Принято говорить, что нервные клетки не восстанавливаются. Особенно это касается клеток головного мозга, которые с возрастом подвергаются значительной дегенерации, что может приводить к целому ряду когнитивных расстройств. Давно, но безуспешно предпринимаются попытки стимулирования регенерации нейронов головного мозга. Но совершенно недавно группа исследователей провела удачную серию экспериментов, в ходе которой пересаженные эмбриональные стволовые клетки смогли самостоятельно дифференцироваться в нейроны головного мозга, заменив поврежденные ткани.
Человеческий головной мозг все еще не до конца хорошо изучен. Чтобы понять устройство и работу нейронов, узнавать о том, как работают органы чувств, память, восприятие, необходимо вести запись одновременной работы миллионов нервных клеток, их скоплений и целой мозговой нейросети. Существует много технологий записи этих сигналов, но самым действенным является «прямое подключение» электродов. Минус данного подхода заключается в том, что такое подключение нестабильно и через максимум несколько десятков минут происходит отторжение чужеродного элемента и сигнал перестает восприниматься. Но вскоре работы по изучению работы головного мозга могут выйти на новый уровень благодаря изобретению особого чипа, который может «маскироваться» под нервную ткань.
Нейронные сети сегодня широко используются в науке и вычислительной технике. Прежде всего, искусственные нейронные сети важны при создании искусственного интеллекта. Именно поэтому исследователям очень важно понимать, что же происходит внутри сети, когда она, полагаясь на входные данные, принимает то или иное решение. Сотрудники Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института решили сделать работу нейронных сетей более прозрачными для лучшего понимания человеком.
Сингапурские ученые осуществили серьезный прорыв в исследованиях с «миниатюрным мозгом». Эти крошечные версии человеческого мозга помогают ученым разрабатывать методы лечения и проводить исследования на тему болезни Паркинсона и расстройств мозга, связанных с возрастом. Миниатюрные мозги представляют собой трехмерные ткани, выращенные в лаборатории, и обладают определенными свойствами конкретных частей мозга человека. Впервые в органической модели был обнаружен черный пигмент нейромеланин. Исследование также выявило функционально активные дофаминергические нейроны.
Компьютеры довольно давно уже сравнивают с искусственными «мозгами», однако компания IBM решила вывести это сравнение на новый уровень и создала рабочий искусственный физический нейрон. Исследовательский центр технологического гиганта в Цюрихе создал 500 искусственных нейронов для симуляции передачи сигналов тем же аналогичным образом, как это происходит внутри органического мозга.
Компанию KnuEdge в 2005 году основал бывший директор американского космического агентства NASA Дэниэл Голдин. На протяжении десятилетия специалисты компании в обстановке строгой секретности работали над созданием принципиально новой процессорной архитектуры, способной перевернуть наши представления о компьютерах. Разумеется, речь идёт нейрочипах, созданных по подобию человеческого мозга.