Tänkande maskiner Vad neurovetenskap och artificiell intelligens kan lära oss om medvetande

Till bästa förståelse för modern medicinsk vetenskap 10 sätt att donera din CPU Tid till vetenskap 10 sätt att donera din CPU Tid till Science Läs mer, du är en noggrant strukturerad säck av flyktiga kemikalier under tryck. Det finns ingen anledning att tro att det finns något som helst speciellt om din kropp, jämfört med en 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 lagar i fysik eller övernaturliga fenomen är inblandade i mänsklig kognition. Animalism och dualism är väl och verkligen döda. Detta är åtminstone förstörande - för det är det, från insidan av den mänskliga erfarenheten, det inte känna som om vi bara är en samling kemikalier. Att vara en person känner på en mycket djup och intuitiv nivå som något som inte borde vara möjligt för vad som i slutändan är en komplicerad molekylär maskin.

Programmeringsmedvetenhet

Detta ber om ursprunget - om vi lär oss hur medvetenheten fungerar kan vi bygga maskiner eller skriva programvara. 7 Fantastiska webbplatser för att se det senaste inom artificiell intelligensprogrammering 7 Fantastiska webbplatser att se de senaste i artificiell intelligensprogrammering Artificiell intelligens är ännu inte HAL från 2001: Space Odyssey ... men vi blir väldigt nära. Visst nog, en dag kan det vara lika med sci-fi-krukbottnarna som kramas ut av Hollywood ... Läs mer, det har det också? Kan ansträngningarna att bygga intelligent programvara lära oss lektioner om det mänskliga sinnets natur? Kan vi äntligen förstå subjektiv erfarenhet tillräckligt bra för att en gång för alla bestämma hur mycket moralvikt vi bör tilldela erfarenheterna av mindre sofistikerade sinnen, tycker om boskap, delfiner eller foster?

Det här är de svåra frågorna som filosoferna har kämpat med i århundraden. Men eftersom filosofin som disciplin inte är bra att faktiskt lösa problem - väldigt lite framsteg 8 Spektakulärt felaktiga förutsägelser om datorer och internet 8 Spektakulärt felaktiga förutsägelser om datorer och Internet Read More har gjorts. Här är en traditionell filosof som pratar om medvetandet på ett TED-stadium.

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

Om du, i ditt försök att förklara någonting, tillgriper magi, så har du inte riktigt förklarat det - du har helt enkelt gett upp med stil. Förmodligen behandlade Star Trek samma problem bättre.

Nyligen vetenskapen har har börjat göra meningsfulla framsteg på detta problem, eftersom artificiell intelligens och neurovetenskap har börjat flisas bort vid problemets kanter. Detta har inspirerat nya fält av bevisbaserat filosofiskt tänkande. Insikten som erhållits på detta sätt är väldigt intressant och hjälper till att bättre beskriva en sammanhängande teori om medvetenhet och vägleda oss mot maskiner som kan uppleva såväl som anledningen.

Neurovetenskap och medvetande

I neurovetenskap är det i stor utsträckning bristerna i hjärnan som lär oss saker om sin funktion. När hjärnan bryts får vi en kik bakom sinnets gardin. Sammanfattningsvis börjar dessa insikter skissera de brett konturerna av vad medvetenhetens struktur måste se ut, och resultatet är fascinerande.

Till exempel: Cotards illusion (mer färgstarkt känd som “Walking Corpse Syndrome”), är en illusion som ofta orsakas av svår schizofreni eller fysisk skada på hjärnans parietala lob, vilket medför en rad olika symtom, varav den mest intressanta är den illusion som patienten inte existerar.

Lider av Cotards illusion är inte självmedvetna. De tror verkligen inte att de existerar, vilket ofta också 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 illusion instämmer inte alls. Med andra ord kan medvetandets komponent som inkluderar självmedvetenhet släckas selektivt genom skada på ett specifikt område i hjärnan, medan resten av det mänskliga intellektet är relativt intakt.

Ett relaterat tillstånd är “blindsyn,” vilket påverkar vissa personer som är blinda på grund av skador på hjärnans visuella centrum. Blindsight patienter kan instinktivt fånga föremål som kastas på dem, och om du placerar föremål framför dem och ber dem att gissa vad de är, överträffar de betydligt slumpmässigt. Men de tror inte att de kan se: subjektivt, de är blinda.

Blindsight patienter är unika, genom att de har en fungerande mening (syn), men är inte medvetna om det. Vad hjärnskadorna har förstört är inte deras förmåga att bearbeta visuell information, men deras förmåga att vara medvetet medveten av den behandlingen.

Blindsight uppstår när en specifik krets som leder information bort från den visuella cortexen är skadad (V1-kretsen), men inte de andra två som lämnar neuroscientists i den unika positionen att veta exakt vilken neuralkrets som är nödvändig för visuell information för att komma in i det medvetna erfarenhet, men inte varför.

Intressant är det bakomblindsight också möjligt - offer för Anton-Babinski syndrom förlorar sin vision men behåller sin medvetna uppfattning om att ha syn, insisterar på att de normalt kan se och förklara löjliga förklaringar för deras oförmåga att utföra grundläggande uppgifter.

Det har också gjorts försök att selektivt inaktivera medvetandet. Till exempel: Det finns en liten region i hjärnan som kallas trumpeten nära hjärnans centrum som, när den stimuleras av en elektrod hos åtminstone vissa patienter, avaktiverar helt medvetandet och högre kognition, vilket återkommer några sekunder senare när elströmmen upphör.

Vad som är intressant är att medan stimuleringen uppträder är patienten vaken, ögonen öppna och sitter upp. Om patienten uppmanas att upprepa en uppgift medan strömmen är påslagen, går de helt enkelt bort från vad de gör och slutar. Det antas att klaustrummets roll är att samordna kommunikationen mellan ett antal olika hjärnregioner, inklusive hippocampus, amygdala, caudatkärnan och eventuellt andra.

Några neuroscientists tror att eftersom claustrum tjänar till att samordna kommunikation mellan olika moduler i hjärnan, stimulera denna region skulle inaktivera den samordningen och få hjärnan att bryta ner i separata komponenter - var och en i stor utsträckning värdelös och oförmögen att bygga en subjektiv upplevelse.

Denna uppfattning stämmer överens med vad vi vet om narkosfunktionen - som vi har använt i århundraden innan vi förstod hur de fungerar.

Det anses för närvarande att generella anestetika stör nätverket mellan olika högnivåkomponenter i hjärnan, för att hindra dem från att bygga vilket neurologiskt system som helst för att skapa en sammanhängande medveten erfarenhet. Efter överväganden ger detta en viss intuitiv känsla: om det inte är möjligt för den visuella cortexen att skicka information till ditt arbetsminne, finns det ingen möjlighet för dig att ha en medveten visuell upplevelse som du kan prata om senare.

Detsamma gäller för hörsel, minne, känslor, inre monolog, planering etc. Alla dessa system är moduler som, när de kopplas från arbetsminne, skulle ta bort en viktig del av den medvetna erfarenheten.

Det kan i själva verket vara mer exakt att prata om medvetenhet - snarare än som en distinkt enhetlig enhet - som ett samarbete av många olika slags medvetenhet, bunden ihop genom att inkludera i det berättande flödet av minne. Med andra ord, istället för a “medvetande”, du kan ha visuellt medvetande, hörbar medvetenhet, minnesmedvetenhet och så vidare. Det är en öppen fråga om huruvida någonting förblir när du tar bort alla dessa bitar, eller om det här förklarar frågan om medvetenhet helt.

Medvetenhetsteorier

Daniel Dennett, annars känd som “cranky gammal man” av medvetenhetsforskning, hävdar att detta i själva verket är fallet - att medvetandet helt enkelt inte är så speciellt som de flesta tror. Hans medvetenhetsmodell, som någon anklagelse för att vara alltför reduktivistisk, kallas "multipel utkast" -teori och fungerar så här:

Hjärnan fungerar som en population av halvoberoende, sammankopplade moduler, som kontinuerligt sänder information Geeks Weigh In: Är en människa tänkare snabbare än en dator? Geeks väger in: Tänker en människa snabbare än en dator? Läs mer halvdiskriminerande i nätverket, ofta som svar på de signaler som de mottar från andra moduler. Signaler som utlöser svar från andra moduler, till exempel en lukt som provar ett visuellt minne, kaskad mellan moduler och eskalera. Minnet kan provocera en känsla, och en verkställande process kan ha ett svar på den känslan, som kan struktureras av språkscentralen i en del av en inre monolog.

Denna process ökar oddsen att hela kaskaden av relaterade signaler kommer att detekteras av hjärnans minneskodningsmekanism och bli en del av rekordet av kortvarigt minne: “berättelse” av medvetandet, av vilka några kommer att göra det till längre sikt och bli en del av det permanenta rekordet.

Medvetande, enligt Dennett, är ingenting annat än en seriell berättelse bestående av dessa typer av kaskader, som utgör hela systemets rekord över den värld som den existerar i och dess väg genom den. Eftersom modulerna inte har introspektiv tillgång till sina egna funktioner, när vi ombeds beskriva typen av beteendet hos en modul, kommer vi inte med någon användbar information. Som ett resultat känner vi intuitivt att vår subjektiva erfarenhet är odefinierbar och otjänlig.

Ett exempel skulle kräva någon att beskriva vad färgen röd ser ut. Frågan känns absurt, inte på grund av ett inneboende faktum om universum, men för att den underliggande strukturen i hjärnan inte tillåter oss att veta hur färgen röd är implementerad i vår egen maskinvara. När det gäller vår medvetna erfarenhet är det bara ... rött.

Filosoferna kallar dessa slags erfarenheter "qualia" och ger ofta en mystisk betydelse för dem. Daniel Dennett föreslår att de är mer som en neurologisk 404-sida hjärnan kastar upp när man frågar vad som händer bakom gardinen i en viss hjärnregion som inte är tillgänglig för den medvetna berättelsen. Dennet själv uttrycker det så här:

Det finns ingen singel, definitiv “ström av medvetande,” eftersom det inte finns något centralt huvudkontor, ingen kartesisk teater där “allt kommer samman” för inlärning av en centralare. I stället för en enda ström (dock bred) finns det flera kanaler där specialkretsar försöker, i parallella pandemonier, att göra sina olika saker och skapa flera utkast när de går. De flesta av dessa fragmentariska utkast från “berättande” spela kortvariga roller i moduleringen av den aktuella aktiviteten, men vissa får befordras till ytterligare funktionella roller i snabb följd av aktiviteten hos en virtuell maskin i hjärnan. Serien av denna maskin (dess “von Neumannesque” karaktär) är inte en “hard-wired” designfunktion, men snarare uppkomsten av en följd av koalitioner av dessa specialister.

Det finns naturligtvis andra tankskolor. En modell som för närvarande är populär bland vissa filosofer kallas integrerad informationsteori, som hävdar att medvetandet hos ett system är relaterat till densitet av internt nätverk - komplexiteten i dess övergripande struktur i förhållande till strukturen hos dess komponenter.

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

“Enligt min mening är det faktum att integrerade informationsteorier är felaktigt uppenbart felaktiga av skäl som går till dess kärna - sätter den i något som de 2% av alla medvetna matematiska teorier som någonsin föreslagits. Nästan alla konkurrerande teorier om medvetenhet verkar det ha varit så vagt, fluffigt och smidigt att de bara kan sträva efter felaktighet.”

En annan föreslagen modell hävdar att medvetandet är ett resultat av att människor modellerar sig, en idé som kan vara kompatibel med Dennetts modell, men lider av den eventuellt dödliga felaktigheten att tyder på att en Windows-dator som kör en virtuell maskin i sig är i viss mening medveten. Listan över medvetandemodeller är så länge som listan över alla som någonsin kände sig benägna att ta itu med ett sådant svårt problem.

Det finns många alternativ där ute, från det fullständigt mystiska till Dennetts stolida, cyniska pragmatism. För mina pengar slår Dennetts utkaststeori till mig som, om inte en fullständig redogörelse för varför människor talar om medvetandet, åtminstone en bra start på den vägen.

Artificiell intelligens och medvetenhet

Låt oss säga att, några år sedan, har framsteg inom neurovetenskap lett till en allsidig teori om medvetenhet - hur kan vi veta om det är rätt? Vad händer om teorin lämnar något viktigt - hur skulle vi veta det? Vetenskapens historia har lärt oss att vara försiktig med trevliga idéer som vi inte kan testa. Så hur kan vi testa vår modell av medvetande?

Tja, vi kunde försöka bygga en.

Vår förmåga att konstruera intelligenta maskiner har gått igenom någonting av renässans på senare tid. Watson, en del intelligent mjukvara som utvecklats av IBM, som famously vann på spelprogrammet Jeopardy, kan också ha en överraskande bred uppsättning intellektuella uppgifter, som har anpassats för att fungera som både en talangfull kock och en övermannisk diagnostiker.

Även om IBM kallar Watson en kognitiv dator, är sanningen att Watson är mycket en triumf av icke-neuromorfisk artificiell intelligens Giovanni Idili of OpenWorm: Hjärnor, maskar och artificiell intelligens Giovanni Idili of OpenWorm: Hjärnor, maskar och artificiell intelligens Simulera en mänsklig hjärna är ett sätt att gå, men ett projekt med öppen källkod tar viktiga första steg genom att simulera neurologin och fysiologin hos ett av de enklaste djuren som är kända för vetenskapen. Läs mer - det vill säga det är ett intelligent program som inte försöker att genomföra specifika insikter i neurovetenskap och hjärnforskning. IBM arbetar med att använda ett stort antal väldigt olika maskininlärningsalgoritmer, av vilka några används för att utvärdera utmatningen från andra algoritmer för att mäta användbarheten och många algoritmer som är hand-tweaked för att koppla ihop på produktiva sätt.

Som Watson förbättrar och dess resonemang blir djupare och mer användbar, är det lätt att tänka sig att använda Watson-tekniken tillsammans med annan teknik som ännu inte utvecklats för att bygga system som efterliknar funktionen hos specifika kända hjärnsystem och integrera dessa system på ett sätt som skulle producera en medveten erfarenhet.

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

Denna idé att bygga en artificiell intelligens för att validera teorier om hjärnan är inte en ny. Spaun, ett forskningsprojekt vid universitetet i Alberta, är en stor (ungefär musskalig) biologisk neural nätverksimulering avsedd att implementera modeller av olika hjärnregioner, inklusive verkställande funktion, syn, arbetsminne och motorfunktion.

Genomförandet kan utföra ett antal grundläggande kognitiva uppgifter, som att känna igen och teckna symboler, repetera tillbaka strängar av tal och svara på enkla frågor genom att dra svaren och förutse nästa siffra i en sekvens. Eftersom Spaun kan göra dessa saker, innebär det att nuvarande artificiella intelligensmodeller är korrekta, åtminstone i breda sträckor.

I princip kan samma användas för medvetenhet, förutsatt att vi kan bygga systemets komponenter i en tillräckligt hög standard. Självklart kommer medvetenheten att göra medvetna maskiner. Att sätta på en maskin som kan vara medveten är minst lika stort ett moraliskt ansvar som beslutet att få ett barn, och om vi lyckas är vi ansvariga för maskinens välbefinnande för resten av dess existens.

Detta ligger på toppen av riskerna med att bygga mycket intelligent mjukvara alls, nämligen risken för att en maskin med olika värderingar från egen hand snabbt förbättrar 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 en av de mest betydande hot som mänskligheten står inför framåt.

Sätt ett annat sätt: förmågan att skapa en ny typ av “mänsklig” är ett stort ansvar. Det kan vara det viktigaste som mänskligheten någonsin har gjort som en art, och vi bör ta det väldigt seriöst. Men det finns också potential där - potentialen att förstå de grundläggande frågorna om våra egna sinnen. Vi är fortfarande ett sätt att ha den teknik vi behöver för att få dessa idéer att träna i praktiken, men inte så långt att vi helt och hållet kan ignorera dem. Framtiden är på väg, bedrägligt snabbt, och vi skulle vara kloka att göra oss redo för det idag.

Bildkrediter: “Watson och de andra tre podierna“, av Atomic Taco, “Ingen hjärna” av Pierre-Olivier Carles, “Hjärna“, av GreenFlames09 “Idéljus” av Saad Faruque, Abstract Eye av ARTEMENKO VALENTYN via Shutterstock

Utforska mer om: Artificial Intelligence, Geeky Science.