Mesterséges agyak: helyettünk döntenek?

Mire lehet jó egy ilyen szerkezet? Az orvostudományban már manapság is használnak az idegrendszert modellező programokat a különböző terápiás módszerek elemzésére. Képzeljük el, ha emellé a gép saját szakvéleményt is adhatna. Egy svájci kutatóintézet munkatársai 2007-ben olyan számítógépes szoftvert fejlesztettek ki, amely pontosan utánozza az emberi agy működését. A Blue Brain Project elindítása után sikert könyvelhetett el, a kész rendszer ugyanis megfelelően imitálja gondolkodószervünk bizonyos részeinek működését. Az áttörést a svájci École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) tudósai az IBM kutatóival együttműködve érték el. A számítógépes modell agyunk egyik igen összetett részének, az agykéreg gondolkodásért is felelős területének, a neocortexnek a szimulációját is végzi, pontosan reprodukálja a tényleges agykéregműködést.

„Tulajdonképpen visszafejtjük az agy működését” – magyarázta Henry Markram, az EPFL Brain Mind Institute nevű részlegének igazgatója. A projekt 2005-ben indult el egy Blue Gene szuperszámítógép segítségével. A kutatás során az agyműködést az egyes idegsejtekig fejtették vissza, és egy olyan eszközt akarnak létrehozni, amellyel a neurológus kutatók kísérleteket folytathatnak, teóriákat, elképzeléseket tesztelhetnek, és hatékonyabban vizsgálhatják egyes gyógyszerek hatását, mintha valódi idegszövetet használnának. Az agy egyik részét szimuláló program tavaly készült el, és Markram szerint az alapos tesztidőszak után kijelenthető: az utánzás kellően pontos ahhoz, hogy a kutatók megkezdhessék az agy további területeinek modellezését. „Lenyűgöző munkát végeztek” – kommentálta Thomas Serre, a bostoni MIT neurológus kutatója, hozzátéve: mindez óriási hatással lesz azoknak a kutatóknak a munkájára, akik ezen a területen dolgoznak.

Hétköznapi alkalmazások

A mesterséges neuronhálózatok (artificial neural network, ANN) elvét az emberi idegrendszer és az agy idegsejtjeinek működése ihlette. A kutatások az 1940-es évek végén kezdődtek, és eredetileg az emberi agyfunkciók utánzására szolgáltak. A kilencvenes években a statisztikai elemzésekkel és adatfeldolgozással foglalkozók körében ismét feléledt irántuk az érdeklődés. Az ANN egy olyan adatfeldolgozási és számítási módszer, amely többváltozós elemzéseket végez a biológiai neuronhálózatok – idegrendszer, agyvelő – mintájára. A kilencvenes évek óta számos összetett döntéshozatali folyamatot magába foglaló területen alkalmazzák a mindennapi életben. Mesterséges neuronhálózatok végzik például a légkondicionálók zajszint-szabályozását, a hitelkártya-visszaélések felderítését, karakterfelismerést, de használják őket kölcsönök jóváhagyásának elbírálására, illetve a blokkolásgátló fékrendszerek működése során is. Akárcsak az emberi agy, az ANN is egymással összekapcsolt csomópontokból, úgynevezett modell-idegsejtekből épül fel, amelyek egymással súlyozott kapcsolatban állnak különböző rétegeket alkotva, attól függően, hogy mi történik éppen a betáplált információval.

Az első az úgynevezett bemeneti réteg, az adatok itt kerülnek be a rendszerbe. Ezután tetszőleges számú köztes, más néven rejtett réteg helyezkedik el (ezek ugyanis nem állnak kapcsolatban a külvilággal). A sor vége pedig a kimeneti réteg, amely a rendszer válaszát mutatja a bevitt adatokra. A be-, illetve kimeneti réteg között található egyes csomópontok kapcsolatának erőssége a korábban bevitt adatokból származó információk alapján változik. Minél többször halad át jel két adott csomópont között, annál erősebbé, súlyozottabbá válik a kapcsolat. Ennek köszönhetően nyílik lehetőség az összefüggések feltérképezésére egy adott rendszerben, legyen szó orvosi, banki vagy fizikai adatokról.