Tehisintellekt valdab petlikke mõõtmeid.
Olles koolitanud kunstniku huvitavate lugude jutustamiseks, püüdsid Texase teadlased minna kaugemale ja selgitada välja skisofreenia päritolu mehhanism, avades meditsiiniajaloos uue peatüki - "virtuaalne eksperimentaalne psühhiaatria".
Väga vale jalgpall
Oletame, et unustasite tähtsa jalgpallimängu, kuid teil on sõpru, kes vaatasid matši ja on juba rivistunud, et teile sündmuste käiku rääkida. Sõbrad on säravad ja toredad inimesed, kõigil on oma iseloom: ühele meeldib kaunistada, teisele - valetada, kolmandale - keskenduda detailidele, neljandale - süveneda teooriasse, viies ajab segamini eesmärkide kronoloogia, kuid jätab meelde kõik karistused jne. versioonide võrdluse ja "müra" välja filtreerimise abil saate lõpuks moodustada enam-vähem realistliku ettekujutuse sellest, kuidas sündmused valdkonnas arenesid.
Mõne kahetsusena märkasite järjekorras sõpra N, kelle jalgpallimatšide versioonid erinevad iga kord järjest enam ja kasulikku teavet on aina vähem. Kui üks kord N kulutas staadioni kohal pilvede kuju kirjeldamisel mõistliku aja, teine - ta kehtestas väravate arvu ja mittetöötavate prožektorite arvu vahel täpse korrelatsiooni või isegi hämmastas, öeldes, et ta seisis ise eesmärgi nimel, paavst oli vastaste treener, mäng oli kasutu, ja nüüd jookseb ta kiiresti loomaaeda, et pingviinide vahel UEFA karikat vaadata.
Seni nägi see kõik välja nagu ekstsentrilisus, kuni sina ja su sõbrad said teada, et N alustas tõesti loomaaias rida, siis kaotas töö, naine lahkus ta juurest ning ta ise juhib üha võõrdunud eluviisi - ta isoleerus, muutus kurvaks, hakkas koguma Palus pingviinid, ei vasta kõnedele …
Püüdes aidata N-i, kuid meeleheitlikult leida temaga ühist keelt, pöörduvad teie ja teie sõbrad spetsialistide poole, et teada saada järgmist.
Reklaamvideo:
Ükskõik kui kahjutu on "normi" piirkonda haaravate skisositaoliste seisundite spekter, on N puhul esinevad käitumuslike nähtuste väljatöötatud ilmingud juba seotud patoloogiliste düsfunktsioonide piirkonnaga, mille kandjad võivad muutuda täielikult töövõimetuks, nii kogedes kui ka põhjustades kannatusi põdevaid inimesi.
Küsimusele, kas N on võimalik tema maailmast tagasi viia tavaliste inimeste jalgpalliklubisse, kehitavad eksperdid õlgu. Vaatamata paljudele teooriatele - eksootilisest (skisofreeniku teadvus levib kontrollimatult tohutul hulgal paralleelseid lugusid) praktilisemini (geneetiliselt määratud häired aju neuronite dopamiini regulatsioonis), pole sellise käitumise tekitavad mehhanismid selged. Seega ei pea edukale korrektsioonile lootma: skisofreenia sümptomeid saab peatada sobivate ravimite kasutamisel, kuid esiteks mitte igavesti ja teiseks raskete kõrvaltoimete arvelt.
Heidutushetkel, kui sai selgeks, et juhtum N on suur ja lahendamata teaduslik probleem, tuleb ühe sõbra - tehisintellekti, närvivõrkude ja automatiseeritud kauplemissüsteemide spetsialisti - pähe imeline mõte.
Kuna aju närvivõrgu tööd jäljendavad iseõppivad ekspertsüsteemid näitavad turu uurimisel ja aktsiahinna ennustamisel häid tulemusi, siis miks mitte ehitada robotist jutuvestja - närvivõrgustik, mis suudab õigesti mäletada ja ümber jutustada, kuid enda sõnul jalgpallimatšide ajalugu?
Peale selle, uurides vigu ja kõrvalekaldeid, mida N teeb vaste ümberjutustamisel, võib proovida simuleerida sarnaseid kõrvalekaldeid roboti närvisüsteemis, muutes närvivõrgusõlmede parameetrilisi sätteid.
Järk-järgult on valikumeetodi abil võimalik kindlaks teha, milline N-i närvide konservatooriumi ansamblitest öeldakse näiteks Spartaki viimast võitu mainides, et ettenähtud klubihümni asemel hakkab mängima Mendelssohni marss. Seega osutades spetsialistidele, mis N peas täpselt murdus ja mida seal täpselt vaja parandada, saate suurendada tema varase naasmise võimalusi piisavate jalgpallifännide hulka.
DISCERN - "korrektne" ja "skisofreeniline" neurokompuuter
Selle tee on asunud Yulai Greismann ja Risto Mikkulainen Texase ülikooli (USA) arvutiteaduse osakonnast, kes juhtisid kunstliku närvivõrgustiku spetsialistide ja Yale'i ülikooli psühhiaatriaosakonna töötajate segatud uurimisrühma skisofreenia uurimiseks. Nad rajasid tehisliku närvivõrgu nimega DISCERN, mis suudab lugusid meelde jätta ja ümber jutustada, koolitasid seda ja juhtisid sellel siis mitmeid hüpoteetilisi neurodüsfunktsioone, mis vastutavad arvatavasti skisofreenia arengu eest, võrdledes tekkivat mõju reaalsete kõrvalekalletega, mida täheldati skisofreeniahaigete rühmas.
Katse tulemused avaldatakse ajakirjas Biological Psychiatry.
Erinevalt klassikalisest arvutist, mis kirjutab lugusid "nagu on" oma mällu või indekseerib nende eraldi ühised elemendid (ütleme, sõnad või isegi tähed) lõpmatuseni skaleeritavas andmebaasis, tajub, mäletab ja taasesitab DISCERNi närvivõrk teavet, juhindudes "õigetest" suhetest eraldiseisvad elemendid ja jäljendades sellega päris ajuansamblite tööd.
Meie tehisnärvivõrgus üksteisele "tähenduses" sobivate sõnade valik vastab statistiliselt tõenäolisemate ühenduste valimisele võrguelementide vahel. "Õigete" suhete fikseerimine saavutatakse närvivõrgu "treenimisega".
LEIDA kunstliku närvivõrgu arhitektuur. Lugude õppimine, meeldejätmine ja paljundamine toimub neuromoodulite ahelas. Vastupäeva "sisestusest": lauseanalüsaator, ajalooanalüsaator, episoodiline mälu, ajaloogeneraator, lausegeneraator. Eraldi plokis kuvatakse ajaloogeneraatori skeem - mitmekihiline perceptroon, episoodilise mäluga pöördvõrdeliselt seotud. DISCERN-i neuromoodulid suhtlevad omavahel sõnade "tähenduse" hajutatud esituse kaudu - fikseeritud närvi aktiveerimise mustrid: aktiveeritakse ainult need ühendused, millel on suurem kaalutegur või tähendus "rohkem". Koefitsiendid ja mustrid kinnitatakse võrgu väljaõppimisega: lõpuks peab sisendis teatud signaale vastu võttes võrk õppima väljundis õigeid signaale esitama."Sisendsignaalid" on võrgu poolt meelde jäetud lugude esimesed read: võrk peab ülejäänud loo ise ümber jutustama.
DISCERNi arhitektuuri süda on lugude generaator. Lähemal vaatlusel selgub, et see on klassikaline mitmekihiline perceptroon (vt illustratsiooni), mis on meile tuttav arenevate Šveitsi robotite kaudu. Šveitsi puhul oli perceptroni ülesanne tajuda välist teavet (neuronite sisendkiht), luua õiged ühendused (vahepealne peidetud kiht - “leida kuup”) ja toota lahendus (“väljund” neuronid - sõita kuubi poole ja transportida).
DISCERNis suunatakse episoodilise mälumooduli teave “sisend” neuronitesse ja “väljund” kiht ühendatakse samaaegselt episoodilise mälu ja “lausegeneraatoriga”. Arvukate treeningtsüklite jooksul õppis Šveitsi perceptron DISCERNi korral kuubikuid ära tundma ja transportima, et närvivõrgust meelde jäänud lugusid "õigesti" reprodutseerida.
Kui hakkate võrku treenima neuraalsete ühenduste juhuslike käivituskonfiguratsioonidega, saate eri tüüpi jutuvestjaid, kes räägivad sama lugu veidi erineval viisil - nii nagu teie sõbrad räägivad sama mängu veidi erinevalt.
Texased piirdusid kolmekümne konfiguratsiooniga (ehkki neid võib olla nii palju kui soovite), mida nad nimetasid “instantsideks” (tegelikult on need virtuaalsed isiksused-jutuvestjad).
Ülearenenud ajusündroom - sund-skisofreeniliste luulude peamine põhjus?
Kokku kolmkümmend DISCERNi eksemplari õppisid kasutama 159-sõnalist sõnavara, ümber jutustama 28 lugu, igaühes kolm kuni seitse lihtsat lauset, ja eristama „halbu” lugusid „headest”. Lood jagunesid arsti kohta autobiograafiliseks “positiivseks” (näide: “Olin arst / töötasin New Yorgis / armastasin oma tööd / olin hea arst”) ja “negatiivseks” gangsterist (“Tony oli gangster / Tony töötas Chicago / Tony vihkas oma tööd / Tony oli halb gangster ).
Katse järgmises etapis valiti skisofreeniahaigete rühm (37 inimest) ja tervete inimeste kontrollrühm (20 inimest). Kõigil neil paluti kuulata ja meelde jätta kolm lihtsat lugu ning seejärel ümber jutustada - kohe, 45 minuti pärast ja nädala pärast.
Pärast saadud tekstide analüüsimist mõlemale rühmale koostati kokkuvõtvad profiilid, registreerides täheldatud kõrvalekalded (näoasendamine, leksikaalsed aberratsioonid, skripti muutused jne).
Lõpuks, katse viimases etapis, muutes kolmekümne virtuaalse DISCERNi jutuvestja üksikute neuroblokkide parameetrilisi seisundeid, registreeriti samad kõrvalekalded kui pärisprofiilides.
Testiti kokku kaheksat hüpoteetilist neurodüsfunktsiooni, mis tõenäoliselt vastutavad skisofreenia arengu eest.
Need on häired, mis on seotud mäluga (neuraalsete ühenduste katkemine, ajukoore müra, neuroreaktsiooni pärssimine, neuronite hüpereksitatsioon), assotsiatiivsete talitlushäiretega (semantiliste ühenduste aberratsioonid, hüpereasotsiatsioon, semantiliste signaalide hägustumine ja segamine) ja signaalimisfunktsioonide häiretega (aju hüper-suurenenud reageerimine ennustusveale või nn sündroomile) arvatavasti suurenenud dopamiini kontsentratsioon).
Nagu selgus, kutsus DISCERNi jutustajaid häireid esile vaid kaks stsenaariumi, mis sarnanesid skisofreenikute tegelikus elus täheldatuga.
Need osutusid mäluhäireteks ja "hüperõppe sündroomiks", kui aju kaotab võime unustada või ignoreerida teavet, hoides müra ja signaali vahel normaalset osa.
DISCERN-i katse efektiivne graafik: ainult kaks stsenaariumi - mälu või töömälu talitlushäire ja ületreening (üla- ja alareas) - õnnestus skisofreenikute rühmas kohandada narratiivsete kõrvalekallete profiilidega (vasakul). Tervisliku kontrollrühma profiilidega kohanemisel polnud enam vaja muuta neuromoodulite parameetrilisi sätteid.
Unustades unustamise, kaotab aju võime eristada olulist teavet tohutult hulgast põnevatest signaalidest ja hakkab kas looma seoseid, mis tegelikkuses (vähemalt meie Universumi reaalsuses) osutuvad töötuks (jalgpalli mängivad pingviinid on signaal, mida vaadates vaadatakse Ameerika koomiks "Õnnelikud jalad", mida aju ei ignoreeri ja võimendab), või uppub signaalide merre, suutmata neid sidusasse lugu organiseerida.
DISCERN jutuvestjate puhul viis hüperõppe sündroom (mida simuleeriti episoodilise mäluga õppe tagasiside tagasiside silmuste arvu suurendamisega) näiteks selleni, et jutuvestmisrobotid hakkasid segama mõnda autobiograafilist lugu teistega, asendades nägusid (heaks arstiks osutus näiteks kuri gangster) ja tegevused (ühes ümberjutustatud loos süüdistas üks hea arst end terrorirünnaku toimepanemises, teises nimetas gangster oma ülemuseks). See tähendab, et nad tekitasid skisoossete pettekujutiste sümptomatoloogia jaoks spetsiifilisi illusoorseid olukordi.
Muidugi ei ole tehisnärvivõrguga tehtud virtuaalsete katsete tulemused veel lõplik tõestus skisofreenia arengut seletava ühe või teise hüpoteesi õigsuse kohta. Juba tõsiasi, et ajule sarnastel põhimõtetel töötav kunstlik närvivõrk demonstreerib mõnel juhul päris patsientide sarnaseid käitumisi, avab meditsiini jaoks väga põnevad väljavaated, kes on oma kätte saanud nii võimsa uue tööriista nagu virtuaalne eksperimentaalne psühhiaatria.
Kõik see sobib, kuid eksperimendi paradoks peitub selles, et kui tulevikurobotite närvisüsteem jäljendab inimest (ja see on täpselt see, mis seni toimub), peaksid nende jalgpalliklubisse ilmuma ka veidrad subjektid, kes tajuvad tavalist jalgpallimatši kui põnevat retke paralleelreaalsusesse, kust kahjuks veel tagasiteed pole.
