Tänkande maskiner: Vad neurovetenskap och konstgjord intelligens kan lära oss om medvetande

Annons

För bästa förståelse av modern medicinsk vetenskap 10 sätt att donera din CPU-tid till vetenskap Läs mer , du är en noggrant strukturerad säck med flyktiga kemikalier under tryck. Det finns ingen anledning att tro att det är någonting speciellt med din kropp, jämfört med ett lik, eller en Buick för den delen. Förutom en sak - din kropp innehåller en levande mänsklig hjärna.

Det finns inga bevis för att några nya fysiska lagar eller övernaturliga fenomen är involverade i mänsklig kognition. Djurism och dualism är väl och verkligen döda. Detta är åtminstone till en början oroande - för från insidan av den mänskliga erfarenheten gör det det verkligen inte känna som vi är inget annat än en samling kemikalier. Att vara en person känns på en mycket djup och intuitiv nivå som något som inte borde vara möjligt för vad som i slutändan är en komplicerad molekylmaskin.

Programmera medvetande

Detta ställer frågan - om vi lär oss hur medvetandet fungerar, kan vi bygga maskiner eller skriva programvara

7 fantastiska webbplatser för att se det senaste inom artificiell intelligens-programmeringArtificiell intelligens är ännu inte HAL från 2001: The Space Odyssey... men vi kommer hemskt nära. Visst nog, en dag kan det vara lika mycket som sci-fi-pannor som tappas ut av Hollywood ... Läs mer , det har det också? Kan ansträngningen att bygga intelligent programvara lära oss lärdomar om människans sinnes natur? Kan vi äntligen förstå subjektiva upplevelser tillräckligt bra för att en gång för alla bestämma hur mycket moralisk vikt vi borde tilldela erfarenheterna från mindre sofistikerade sinnen, gilla djurens djur, eller foster?

Det här är de svåra frågor som filosofer har mött i århundraden. Men eftersom filosofi som en disciplin är inte bra på att faktiskt lösa problem - mycket lite framåt 8 Spektakulärt fel förutsägelser om datorer och Internet Läs mer har gjorts. Här är en traditionell filosof som talar om medvetande på en TED-scen.

Detta är en bra introduktion till ämnet, även om Chalmers filosofi är en övernaturlig, föreslår metafysiskt fenomen som ger medvetande på sätt som inte interagerar med den fysiska världen på Allt. Det här är vad jag skulle kalla den enkla vägen ut.

Om du i din ansträngning att förklara något tar dig till magi, har du inte riktigt förklarat det - du har helt enkelt gett upp med stil. Antagligen Star Trek behandlade samma fråga bättre.

Nyligen vetenskap har började göra meningsfulla framsteg med detta problem, eftersom artificiell intelligens och neurovetenskap har börjat klippa bort vid kanterna av frågan. Detta har inspirerat nya fält av evidensbaserat filosofiskt tänkande. Insynen som erhållits på detta sätt är oerhört intressanta och hjälper till att bättre skissera en sammanhängande teori om medvetande och vägleda oss mot maskiner som kan uppleva såväl som förnuft.

Neurovetenskap och medvetande

Inom neurovetenskapen är det till stor del hjärnans defekter som lär oss saker om dess funktion. När hjärnan går sönder får vi en titt bakom sinnets gardin. Sammantaget börjar dessa insikter att skissera de breda konturerna av hur medvetsstrukturen måste se ut, och resultatet är fascinerande.

Till exempel: Cotards villfarelse (mer färgstarka kallas ”Walking Corpse Syndrome”), är en illusion som ofta orsakas av allvarlig schizofreni eller fysisk skada på parietallaben i hjärnan, vilket orsakar en mängd olika symtom, varav den mest intressanta är den illusion som den drabbade inte existera.

De som lider av Cotards villfarelse känner sig inte själv. De tror verkligen inte att de finns, vilket ofta leder till slutsatsen att de har dött. Decartes hävdade en gång att den grundläggande sanningen, som allt annat kan baseras på, är "jag tror därför jag är." Människor med Cotards villfarelse instämmer inte alls. Med andra ord, den medvetenhetskomponent som inkluderar självmedvetenhet kan selektivt stängas av genom skada på ett specifikt område i hjärnan, samtidigt som resten av det mänskliga intellektet lämnas relativt intakt.

Ett relaterat tillstånd är "blindsyn, Som drabbar vissa människor som är blinda på grund av skada på det visuella mitten av hjärnan. Blindsight-patienter kan instinktivt fånga föremål som kastas mot dem och om du placerar objekt framför dem och ber dem gissa vad de är, de överträffar avsevärt slumpmässigt chans. Men de tror inte att de kan se: subjektivt är de blinda.

Blindsight-patienter är unika eftersom de har en fungerande känsla (syn), men inte är medvetna om det. Vad hjärnskadan har förstört är inte deras förmåga att bearbeta visuell information, men deras förmåga att vara medveten medveten av den behandlingen.

Blindsight uppstår när en specifik krets som leder information bort från den visuella cortex är skadad (V1-kretsen), men inte de andra två, som lämnar neurovetenskapsmän i den unika positionen att veta exakt vilken nervkrets som är nödvändig för att visuell information kommer in i den medvetna upplevelsen, men inte Varför.

Intressant nog är baksidan av Blindsight också möjligt - offer för Anton-Babinski syndrom tappar sin vision men behåller sin medvetna uppfattning om att ha vision, insisterar på att de kan se normalt och förvirra löjliga förklaringar för deras oförmåga att utföra grundläggande uppgifter.

Det har också gjorts experiment om att selektivt inaktivera medvetande. Till exempel: det finns en liten region i hjärnan som kallas claustrum nära hjärnans centrum som, när den stimuleras av en elektrod hos åtminstone vissa patienter, inaktiverar helt medvetande och högre kognition, som kommer tillbaka några sekunder senare när den elektriska strömmen upphör.

Det som är intressant är att medan stimuleringen sker, förblir patienten vaken, ögonen öppna och sitter upp. Om patienten blir ombedd att upprepa en uppgift medan strömmen är påslagen, flyter de helt enkelt bort från vad de gör och slutar. Det tros att claustrums roll är att samordna kommunikationen mellan ett antal olika delar av hjärnan, inklusive hippocampus, amygdala, caudatkärnan och kanske andra.

Vissa neurovetenskapsmän tror att eftersom claustrum tjänar till att samordna kommunikation mellan olika moduler i hjärnan; att stimulera denna region skulle inaktivera den koordinationen och få hjärnan att brytas ner i separata komponenter - var och en i stort sett värdelös isolerat och oförmögen att bygga ett subjektivt erfarenhet.

Denna uppfattning överensstämmer med vad vi vet om anestesimedelens funktion - som vi har använt i århundraden innan vi förstod hur de fungerar.

Det antas för närvarande att allmänbedövningsmedel störa nätverk mellan olika högnivåkomponenter i hjärnan och förhindrar dem från att bygga upp det neurologiska systemet som behövs för att skapa en sammanhängande medveten upplevelse. Vid övervägande gör detta en viss intuitiv mening: om det inte är möjligt för visuell cortex att skicka information till ditt arbetsminne, det finns inget sätt för dig att ha en medveten visuell upplevelse som du kan prata om senare.

Detsamma gäller för hörsel, minne, känslor, intern monolog, planering etc. Alla dessa system är moduler som, när de har kopplats från arbetsminnet, skulle ta bort en viktig del av den medvetna upplevelsen.

Det kan faktiskt vara mer exakt att prata om medvetande - snarare än som en distinkt, enhetlig enhet - som ett samarbete med många olika typer av medvetenhet, bunden samman av inkludering i berättelseflödet minne. Med andra ord, istället för ett "medvetande", kan du ha ett visuellt medvetande, ett hörbart medvetande, ett medvetande om minnen och så vidare. Det är en öppen fråga om något återstår när du tar bort alla dessa bitar, eller om detta förklarar medvetenhetssaken helt.

Teorier om medvetande

Daniel Dennett, annars känd som ”den cranky old man” i medvetenhetsforskning, anser att detta faktiskt är fallet - att medvetandet helt enkelt inte är så speciellt som de flesta föreställer sig. Hans medvetenhetsmodell, som vissa anklagar för att vara alltför reduktionistisk, kallas teorin om "flera utkast" och fungerar så här:

Hjärnan fungerar som en population av semi-oberoende, sammankopplade moduler, kontinuerligt överför information Geeks väger in: Tänker en människa snabbare än en dator? Läs mer semi-diskriminerande in i nätverket, ofta som svar på signalerna som de tar emot från andra moduler. Signaler som utlöser svar från andra moduler, till exempel en lukt som provocerar ett visuellt minne, kaskad mellan moduler och eskalerar. Minnet kan provocera en känsla och en verkställande process kan ha ett svar på den känslan, som kan struktureras av språkcentret till en del av en inre monolog.

Denna process ökar oddsen för att hela kaskaden av relaterade signaler kommer att upptäckas av hjärnans minneskodningsmekanism och blir en del av kortet på korttidsminnet: medvetenhetens "berättelse", varav några kommer att göra det till längre tids minne och bli en del av det permanenta spela in.

Enligt Dennett är medvetandet inget annat än en serieberättelse som består av dessa slags kaskader, som utgör hela systemets register över den värld det finns i, och dess väg igenom den. Eftersom modulerna inte har introspektiv åtkomst till sina egna funktioner, när vi blir ombedda att beskriva beskaffenheten hos en modul, kommer vi med någon användbar information. Som ett resultat känner vi intuitivt att vår subjektiva upplevelse är odefinierbar och ineffektiv.

Ett exempel skulle vara att be någon beskriva hur den röda färgen ser ut. Frågan känns absurd, inte på grund av något inneboende faktum om universum utan för det underliggande strukturen i hjärnan tillåter oss inte faktiskt att veta hur färgen röd implementeras i vår egen hårdvara. När det gäller vår medvetna erfarenhet är den bara... röd.

Filosofer kallar den här typen av upplevelser 'kvalia' och tilldelar dem ofta nästan mystisk betydelse. Daniel Dennett föreslår att de är mer som en neurologisk 404-sida som hjärnan kastar upp när det blir frågat vad som händer bakom gardinen i en viss hjärnregion som inte är tillgänglig för medvetna berättande. Dennet själv säger det så här:

Det finns ingen enda, slutgiltig "medvetenhetsström", eftersom det inte finns några centrala högkvarter, ingen kartesisk teater där "allt samlas" för att läsa om en central meaner. I stället för en sådan enda ström (hur bred den än är) finns det flera kanaler i vilka specialkretsar, parallellt med pandemonier, försöker göra sina olika saker och skapa flera utkast när de går. De flesta av dessa fragmenterade utkast till ”berättelse” spelar kortlivade roller i moduleringen av den aktuella aktiviteten men vissa blir befordrade till ytterligare funktionella roller, snabbt i följd, av aktiviteten hos en virtuell maskin i hjärna. Serien hos denna maskin (dess "von Neumannesque" -karaktär) är inte en "hårdtrådad" designfunktion, utan snarare resultatet av en följd av koalitioner av dessa specialister.

Det finns naturligtvis andra tankekurser. En modell som för närvarande är populär bland vissa filosofer kallas integrerad informationsteori, som anser att medvetandet om ett system är relaterat till dess täthet av internt nätverk - komplexiteten i dess övergripande struktur, relativt strukturen för dess komponenter.

Men denna modell har kritiserats genom förslaget till intuitivt icke-medvetna (helt enkelt strukturerade) informationssystem som den rankas som massivt mer medveten än människor. Scott Aaronson, en matematisk forskare och sångkritiker av integrerad informationsteori, sa detta om frågan för några månader sedan:

”Enligt min mening är det faktum att integrerad informationsteori är fel - påvisbart fel av skäl som går till dess kärna - sätter det i något som de 2% topparna av alla matematiska teorier om medvetenhet som någonsin föreslagits. Nästan alla konkurrerande teorier om medvetande, verkar det för mig, har varit så vaga, fluffiga och formbara att de bara kan sträva efter felaktighet. ”

En annan föreslagen modell hävdar att medvetande är resultatet av att människor modellerar sig själva, en idé som kan vara kompatibel med Dennett modell, men lider av den eventuellt dödliga bristen i att föreslå att en Windows-dator som kör en virtuell maskin i sig är i någon mening medveten. De lista över medvetenhetsmodeller är ungefär så länge som listan över alla som någonsin känner sig benägna att ta itu med ett så svårt problem.

Det finns många alternativ där ute, från den helt mystiska till Dennetts stela, cyniska pragmatism. För mina pengar slår Dennetts teorier för flera utkast mig som, om inte en fullständig redovisning av varför människor pratar om medvetande, åtminstone en solid start på den vägen.

Konstgjord intelligens och medvetande

Låt oss säga att framstegen inom neurovetenskapen har lett till en medvetenhetsteori om medvetenhet på några år - hur kan vi veta om det är rätt? Tänk om teorin lämnar ut något viktigt - hur skulle vi veta det? Vetenskapshistorien har lärt oss att vara försiktiga med trevliga klingande idéer som vi inte kan testa. Så hur kan vi testa vår modell av medvetande?

Vi kan försöka bygga en.

Vår förmåga att konstruera intelligenta maskiner har genomgått något av en renässans nyligen. Watson, en bit intelligent mjukvara utvecklad av IBM, som berömt vann på spelet Jeopardy, är också kan en överraskande bred serie av intellektuella uppgifter, efter att ha anpassats till att fungera som en begåvad kock och a övermänsklig diagnostiker.

Även om IBM kallar Watson en kognitiv dator, är sanningen att Watson i hög grad är en triumf av icke-neuromorf artificiell intelligens Giovanni Idili från OpenWorm: hjärnor, maskar och artificiell intelligensAtt simulera en mänsklig hjärna är en väg bort, men ett öppen källkodsprojekt tar viktiga första steg genom att simulera neurologin och fysiologin hos ett av de enklaste djur som vetenskapen känner till. Läs mer - det vill säga det är en intelligent mjukvara som inte försöker implementera den specifika insikten om neurovetenskap och hjärnforskning. IBM arbetar med att använda ett stort antal mycket olika maskininlärningsalgoritmer, av vilka vissa används för att utvärdera utdata av andra algoritmer för att mäta deras användbarhet, och många algoritmer som är hand-tweaked för att ansluta tillsammans i produktiva sätt.

När Watson förbättras och dess resonemang blir djupare och mer användbar är det lätt att föreställa sig att använda Watson-teknik, tillsammans med annan teknik som ännu inte utvecklat, för att bygga system som emulerar funktionen hos specifika kända hjärnsystem och integrerar dessa system på ett sätt som skulle ge en medveten erfarenhet.

Vi kan sedan experimentera med den intelligenta maskinen, för att se om den alls beskriver en subjektiv upplevelse - och i så fall bestämma om den subjektiva upplevelsen liknar den mänskliga upplevelsen. Om vi ​​kan bygga en medveten dator som på sin lägsta nivå är inte liknande vår egen neurologi, det skulle säkert validera modellen!

Denna idé om att bygga en artificiell intelligens för att validera teorier om hjärnan är inte en ny. Spaun, ett forskningsprojekt vid University of Alberta, är en enorm (ungefär musskalig) biologisk neuralt nätverkssimulering utformad för att implementera modeller av olika hjärnregioner, inklusive verkställande funktion, syn, arbetsminne och motorisk funktion.

Implementeringen kan utföra ett antal grundläggande kognitiva uppgifter, såsom att känna igen och rita symboler, upprepa tillbaka strängar med siffror och svara på enkla frågor genom att rita svaren och förutsäga nästa siffra i a sekvens. Eftersom Spaun kan göra dessa saker, innebär detta att de nuvarande modellerna för konstgjord intelligens är korrekta, åtminstone i de breda slagen.

I princip kan samma tillämpas på medvetandet, förutsatt att vi kan bygga komponentdelarna i systemet till en tillräckligt hög standard. Naturligtvis med förmågan att göra medvetna maskiner kommer en viss grad av ansvar. Att slå på en maskin som kan vara medveten är minst lika stort moraliskt ansvar som beslutet att ha en barn, och om vi lyckas är vi ansvariga för maskinens välbefinnande för resten av dess existens.

Detta är ovanpå riskerna med att bygga mycket intelligent programvara alls - nämligen risken för en maskin med olika värden än vår egen snabbt förbättra sin egen arkitektur tills det är smart nog att börja förändra världen på sätt som vi kanske inte gillar. Många kommentatorer, inklusive Stephen Hawking och Elon Musk, har noterat att detta kan vara ett av de viktigaste hoten som mänskligheten står inför framöver.

Sagt på ett annat sätt: förmågan att skapa en ny typ av "människa" är ett stort ansvar. Det kan vara det viktigaste som mänskligheten någonsin har gjort som en art, och vi bör ta det mycket på allvar. Inte desto mindre finns det också potential där - potentialen att förstå de grundläggande frågorna om våra egna sinnen. Vi är fortfarande en väg ut från att ha den teknik vi behöver för att implementera dessa idéer, men inte så långt ut att vi kan ignorera dem helt. Framtiden är på väg, bedrägligt snabbt, och vi skulle vara kloka att göra oss redo för den idag.

Bildkrediter: “Watson och de tre andra pallen", förbi Atomic Taco, “Ingen hjärna”Av Pierre-Olivier Carles,“Hjärna“, Av GreenFlames09”Lights of Ideas”Av Saad Faruque, Abstrakt öga av ARTEMENKO VALENTYN via Shutterstock