homuncul

Прорывные нейротехнологии -- у военных

Программа N3 агентства DARPA, объявленная в 2018 году, определенно заслуживает пристального внимания. Как со стороны ученых в области нейронаук, так и со стороны тех, кто хочет (или по должности обязан) знать, какие технологии и возможности будут доступны в горизонте 10-15 лет.

Программа звучит как «Нехирургическая нейротехнология следующего поколения». Цель -- разработка неинвазивных ИМК высокого разрешения, которые обеспечат быстрое, эффективное и интуитивное взаимодействие солдат с военными системами. Если предыдущие программы DARPA были направлены на создание интерфейсов для восстановления раненых, то N3 заточена на применение нейронных интерфейсов в бою.

Как заявляет DARPA, они работают над усилением партнерства людей с компьютерными системами, чтобы идти в ногу с ожидаемой скоростью и сложностью будущих военных миссий. Крайне важно, чтобы военнослужащие могли в режиме реального времени и интуитивно взаимодействовать с интеллектуальными полуавтономными и автономными агентами, что невозможно при использовании обычных интерфейсов.

Абзац выше -- это, по сути, цитата.

Технологически задача состоит в том, чтобы неинвазивно, без хирургических операций, связываться с нервной тканью через череп, сохраняя при этом высокое пространственное и временное разрешение; причем как для записи, так и для стимуляции активности клеток.

Т.е. это должен быть двунаправленный интерфейс, позволяющий считывать сигнал из мозга и отправлять его в мозг. Категорий сигналов -- от шести и более в каждом направлении. Размер устройства -- в пределах 125 куб. см. И главное, оно устойчиво к движениям. Интерфейсы, что сегодня используют в медицине или научных исследованиях, нужно долго калибровать, а затем человек почти неподвижно сидит перед монитором.

Программа включает два типа технологий: неинвазивную и “слегка” инвазивную. Последняя допускает доставку вирусов, молекул, наночастиц и т.п., которые вводятся в мозг инъекцией, таблеткой или в виде спрея. Они усиливают или преобразуют сигнал от клеток таким образом, чтобы его могло считать внешнее устройство. В этом случае требование -- прибор должен регистрировать активность на уровне отдельных нейронов.

В DARPA считают, во-первых, что понадобятся новые решения в области физики рассеяния и ослабления сигналов при их прохождении через кожу, череп и ткань мозга; во-вторых, предлагают искать новые признаки активности нейронов, напр., оптические, акустические, магнитные. Отдельно прописано, что текущие методы, требующие громоздкого оборудования, типа МЭГ или МРТ, не будут рассматриваться. Улучшения в съеме ЭЭГ -- не предлагать.

В целом звучит довольно лихо для ближайших лет, но раз такая программа сформулирована, то, вероятно, некоторые идеи и технологические заделы уже имеются. Это жутко интригует.
Если хотя бы бегло ознакомиться с планом N3, трудно отделаться от двух мыслей. Первая -- изречение Черчилля о том, что генералы всегда готовятся к прошлой войне, не актуально. Во всяком случае, в Пентагоне. Вторая мысль -- военная сфера по-прежнему остается ключевым драйвером научно-технического развития, и об этом стоит помнить всем тем, кто воспевает прогресс.

Данное впечатление усилится, если обратить внимание на еще одну программу DARPA, также заявленную в 2018 году: AI Next. Она посвящена разработке ИИ технологий «третьей волны», которая предполагает, что интеллектуальные системы приобретают знания через генеративные контекстуальные и объяснительные модели. В том числе такой ИИ сможет объяснять свои решения.

DARPA предвидит будущее, в котором машины -- это больше, чем просто инструменты, которые выполняют запрограммированные человеком правила или же обобщают из наборов данных, собранных человеком. Скорее, машины, созданные DARPA, будут функционировать больше как коллеги, чем как инструменты. С этой целью исследования и разработки DARPA в области человеко-машинного симбиоза ставят своей целью партнерство с машинами.

Абзац выше -- тоже цитата. Он в точности следует логике, которую изложил Ликлайдер в 1960-м году и о чем я писал подробнее в лонгриде не так давно.

Там я утверждаю, что в недалеком времени цивилизация будет строиться на широком использовании искусственного интеллекта и интерфейсов мозг-компьютер. В DARPA именно так и считают, оттого бросают серьезные ресурсы (AI Next стоит $ 2 млрд.) на то, чтобы в таком мире не потерять лидерство. Разработки идут в рамках военного бюджета, но очевидно, что будут и прочие применения, ибо доминирование обеспечивается не только военными средствами.

То, что две эти программы запускаются параллельно, не случайность. Это осмысленный шаг, поскольку эффективное взаимодействие человека и машин требует как более мощного и гибкого ИИ, так и более быстрых и естественных способов связи с ним.

Полвека назад в DARPA положили начало интернету. Похоже, все идет к тому, что рождение “нейронета” произойдет там же.

Первых получателей грантов по N3 обещают объявить в начале 2019-го.
Вы ответили, насколько я понимаю на всего лишь одно мое возражения насколько я вижу. Все остальные насколько я понимаю достойны существования.

Я несколько не понимаю при чем здесь сенситивный период. Мы знаем что человеческий мозг даже в взрослом состоянии обладает необходимой пластичностью достаточной для минимального BCI. Эксперименты с BrainGate это показало. Даже если какой то уровень пластичности и утрачивается, то очевидно в данном случае это не важно, я не вижу как эта цитата что либо говорит в пользу или против возможности существования описанного типа интерфейсов.

Дальше вывод из эксперимента с совами, мне кажется несколько предвзятым. Результаты вполне объясняются и теорией, что пластичность вызывается богатой сенсорной средой. Провал повторения эксперимента на взрослых совах, можно объяснить тем что экспериментаторы не смогли создать среду которая бы была богатой на взрослых совах. Видимо никакого жесткого привязанного по времени физиологического процесса там нет, а он должен существовать если эти "сенситивные периоды" существуют.

Микадзе психолог. "Сенситивные периоды" судя по быстрому гуглингу используются тоже психологами.

В общем неубедительно. Поскольку я не специалист в данной области, то я буду верить дипломированным специалистам.

"..............Я несколько не понимаю при чем здесь сенситивный период. Мы знаем что человеческий мозг даже в взрослом состоянии обладает необходимой пластичностью достаточной для минимального BCI. Эксперименты с BrainGate это показало. Даже если какой то уровень пластичности и утрачивается, то очевидно в данном случае это не важно, я не вижу как эта цитата что либо говорит в пользу или против возможности существования описанного типа интерфейсов......................"

Например. если у человека вырезать кусок мозга величиной с апельсин в третичных зонах мозга , то этого никто не заметит в т.ч и сам человек.
Но если пострадают первичные зоны мозга которые развивались и давали анатомические пути нейросвязей во младенческом возрасте - то никакая нейропластичность ( так жие и синаптическая пластичность ) не поможет.
Пример - гонщик формулы Шумахер. Пожизненный "овощ"
Вживляйте сколько угодно Шумахеру новые нейроны - результата не будет так как повреждены первичные зоны мозга.
Если котят после рождения поместить только в горизонтальную среду и удерживать несколько месяцев, то потом в обычной среде котята будут постоянно натыкаться на вертикальные ножки стульев или штакетник.
Если ребёнка не учить говорить до определённого времени , то после критического периода ребёнок никогда не осилить больше пару десятков слов.
Были случаи когда слепым от рождения возвращали зрение через много лет.
Слепые становились инвалидами не по отсутствию зрения , а наоборот по присутствию онного.
Вообще - то нейро и синаптические пластичности это другая тема.
Кстати с дипломом у меня всё в порядке. :)
Другое дело я на стороне баррикад научного метода , а на мистико-неопределённых концепций.


> Вживляйте сколько угодно Шумахеру новые нейроны - результата не будет так как повреждены первичные зоны мозга.

Никто этого не пробовал насколько я понимаю почему вы так уверены, что это невозможно.

> Если котят после рождения поместить только в горизонтальную среду и удерживать несколько месяцев, то потом в обычной среде котята будут постоянно натыкаться на вертикальные ножки стульев или штакетник

И ? Это не означает, что не существует способа научить такого взрослого кота мыслить в 3д. Такие эксперименты вообще ставились ?

> Если ребёнка не учить говорить до определённого времени , то после критического периода ребёнок никогда не осилить больше пару десятков слов.

Есть случай какого то жителя латинской америки который не разговаривал до 20 с чем то лет. Потом он был способен более или менее внятно описывать то что он называл "время тьмы". Насколько я понимаю у него был запас побольше тех 20 слов которые вы утверждаете. У него был правда достаточно упорный учитель, которая не знала видимо про сенситивные периоды.

> Слепые становились инвалидами не по отсутствию зрения , а наоборот по присутствию онного.

И что это доказывает собственно ? Что их невозможно было обучить, или что они не были обучены ?

> Вообще - то нейро и синаптические пластичности это другая тема.

Т.е. сенситивные периоды, про которые вы начали говорить - это не про пластичность ? Я тогда не понимаю про что.

> Кстати с дипломом у меня всё в порядке. :)

Это просто замечательно.

> Другое дело я на стороне баррикад научного метода , а на мистико-неопределённых концепций.

А это я даже распарсить не могу.













"Т.е. сенситивные периоды, про которые вы начали говорить - это не про пластичность ? Я тогда не понимаю про что."

Синаптическая пластичность - преобладание выброса определённого нейромедиатора - обеспечивает КОНТЕКСТ в котором приобретается СМЫСЛ ( то что значимо и важно для данной особи).
Допустим у вас какой то нейрон отвечает за восприятие "дерево".
Но "дерево" можно воспринимать в разных контекстах ( ночное, дневное , поваленное, и т.д)
Пластичность, обеспечивает нужную реакцию в данном контексте, для адекватного реагирования при поступлении на сенсоры распознавателя "дерево" .
Кстати при поражениях третичных ассоциативных отделов мозга( вырезка мозга величиной с апельсин) утратится только некоторый контекст , которому со временем можно обучиться .
М.б. вы говорили про компенсаторные механизмы и назвали это пластичностью.
Например если долго носить очки с жёлтыми стёклами , то через некоторое время зелёная листва будет восприниматься не жёлтой, а зелёной как обычно.
Компенсаторный механизм :в этом случае у слепого зрительная кора , будет задействована для слуха. Или например человек рождается с одним полушарием ( реальный случай https://ria.ru/science/20091013/188708503.html ). Тогда все функции берёт на себя одно полушарие. Человек , с одним полушарием будет полноценный во всех отношениях. Это компенсаторные механизмы
ОК. Всё же рекомендую посмотреть для ясности. Несложно к восприятию в.ч. и не биологам. :) https://vprosvet.ru/biblioteka/mikadze-neyropsihologiya-detskogo-vozrasta/
Заодно прояснится почему важны сенситивные периоды развития : а так же бесполезность прижиться новым нейронам у взрослых :)
Я за свою жизнь достаточно пообщался с и почитал психологов. И мое личное мнение - руками они делают забавные вещи, а вот пишут откровенную фигню. Тренинги да, читать что либо написанное человеком который называет себя психологом - Меh. Но опять же это мое личное мнение.