Mit tudunk es mit tanitunk az agyrol? 
Gondolom itt erdemes elkezdeni, mert meghatarozza a valaszt, hogy ki
milyen kimondott, vagy eppen ki nem mondott feltetelelzesekkel a
tarsolyaban fog a valaszadasba kezdeni.

Az agy egy szerv. 
Lehet hogy evidencianak tunik az allitas, de tessek egy kicsit jobban
belegondolni, hogy ennek  tenynek mifele kovetkezmenyei vannak. 
Pealul az, hogy mint minden szerv, az evolucioban fejlodott olyanna ami,
es az egyedfejlodes soran novekedik azza a bonyoult valamive ami;
egyetlen egy sejtbol, a megtermenkenyitett petesejtbol.

Szinten trvialisnak tunik, de altalanos ervenyu az a megfigyeles, hogy
az egyeszru, primitive elolenyek agya (mar ha egyalataln van nekik)
egyszeru, a bonylultabb, magasabb rendu elolenyeke osszetettebb, illetve
olyan komplex, hogy jelenleg ugy tunik, nem ismerunk ennel bonyolultabb
valamit az egesz univerzumban. Az, hogy az agy informaciofeldolgozasra
specializalodott, es azzal godnlokodunk, szinten trivialisnak  mondhato,
igaz?

Nos, nem egeszen, ha belegondolunk valojaban milyen bizonyitekok allnak
a rendelkezesunkre amik ezt az allitast tamasztanak ala, de meginkabb ha
belegodnolunk, milyen ervek szolnak ez ellen.

(Folyt kov. Lajos)

De sokkal nagyobb problemak is vannak az fentebb vazolt modellel.
Eloszor is az informacio kodolasa. Ahhoz hogy kodoljunk valamit,
tokenekre  van szukseg, amti egyszerusitve kodtablanak is nevezhetunk. 
Nincs kodolas kod nelkul.
Nos, eddig soha senkinek senkinek nem sikerult semmifele epkezlab kodot
lerinia amit a neuronok hasznalnanak ahhoz hogy "beszelgessenek"
egymassal. A kozhiedelemben es a tankonyvekben az all,  hogy a szenzorok
informaciot ugy allitjak elo, hogy egy impulussorozatot produkalnak az
inger hatasara. Ilyen  "spike train"  valoban megfigyelheto az axonokon,
azonban az nagyon ketseges, hogy ez valoban kepes informaciot hordozni
megpedig tobb okbol: az egyik az hogy az egesz impulus sorozat
sztohasztikus, es csak laza, statisztikai kapcsoltban all a bemeno jel
minosegevel csakugy, mint az intezitasaval. Tenyleg nagyon laza a
kapcsolat. 

Ezt reszben es talan ellensulyozhatja az, hogy potencialisan nagyon
redundans lehet a rendreszer, es a korrelacio kiatlagolhato belole
valamifele fiziologias statisztikai modszerrel. A valosag azonban az,
hogy sok esetben (tokeletesen es BIONYITHATOAN)  hianyzik ez a
rendundancia. Ilyen, mondhatni trivialis esete peldaul a legyek
billerjenek ("egyensuly erzo" szerve) beidegzodese, ami egyetlen
oriasneruonbol all es ez segit a legyet "palyan tartani, Mivel a legynek
milliszekundum allatti sebesseggek kell reagalnia az elotte feltuno
akadalyokra ahhoz hogy elkerulhesse az utkozeseket (tekintettel a
latoter meretere es a repulesi sebeesegre), egyszeruen fizikailag nincs
arra elegendo ido, hogy kivarja az egesz impulzussorozatot. Az
iranyvaltoztatashoz szukseges informacio valamikeppen bele kell hogy
kompresszalodjon az a legelso impulusba, a tobbi mar "post hoc" erkezik,
ami teljesen abszurd helyzet. De ugyanilyen idobeli paradoxont lehet
demonstralni a kivaltott potencialokkal is, amikor a kulso stimulusra az
agyban megjelenik egy valasz jel. Ere egy gyonyoru pelda az, amikor
megkerik az alanyt, hogy teszoleges idopontban mozditsa meg az egyik
ujjat. Tehat a feladat az hogy dontse el, majd mozditsa meg az ujjat.
Szitematikusan kimutathato, hogy az ujj mozitasahoz szukseges neuronalis
impulzust hamarabb iditja el az agy, mint ahogy a tudatos dontest arra,
hogy MAJD meg fogja mozditani, meghozzna! Magyran, olyba tunik,  hogy a
meresek szerint az oputput megelozi az inputot! 

Abszurdum? Nem a legnagyobb.

Biozny ez a kisebbik gond az agyelmeletekkel. Sokkal nagyobb az, hogy a
korabban emlegetett kodolasra szolgallo token rendszer nem letezik, mert
nem is letezhet, tekintettel arra, hogy ennek valmifelekeppen benne
kellene lennie a genomban, marpedig, a genomban nincsen hely egy akkora
kodtablara, amekkorara szukseg lenne, hiszen nyilvanvaaloan minden egyes
qualianak/jelnek informacio darabkanak szuksege lenne legalabb egy
tokenre, es barmifele informaciot fel akar ilyen korulmenyek kozott
dolgozni az agy, rendkivul nagy szamu "tag"re is szukseg lenne, ahhoz
hogy ertelmezni tudja, honnan es milyen informacio erkezett a feldolgozo
egysegbe (ami kulonfele eredetu jeleket dolgoz fel., raadasul idoben is
nyomon kell kovetni az informaciot. Ezt a komplexitast nem lehet
neuronalis ipulzussorozatokka konvertalni, egyszeruen fizikai
keptelenseg  abba a 10-100 bit per secundumos adatatviteli sebesseggel
biro rendkivul zajos rendszerben.
Folty kov. Lajos

Jelenlegi ismereteink szerint, es az osszes model allitasa szerint, az
informacio feldolgozasz, eleg vilagosan elemekbol all: kell hozza
informacio, csatorna amin az informacio kozlodik, az informaciot
feldolgozo rendszerbe belep, kell az informacio feldolgozo rendszer
maga, aminek eredmenyekent letrejon a feldolgozott informacio, ami a
rendszeren kivul csak akkor valik elerhetove, felhasznalhatova, ha egy
ujabb informacios csatornan keresztul onnan ki tud lepni, es ezutan
valami felekeppen dekodolhato. 

Ezek az elemek nelkul nincs inforacio feldolgozas, ergo intelligencia
sem letezhet enelkul. Latszolag rendben is van a dolog, hiszen a pavlovi
reflexive ismereteben tokeletes vilagos, hogy az elolenyek rendelkeznek
ezekkel az elemekkel: szenzorok -erzoidegek -ganglionok/ gerincvelo a
felsobb agyfunckiokkal moztago rostok, neuromucularis junkciok vegul
izmok/mirigyek.  
Ezek alapjan ugy tunhet teljes az informacio feldolgozo ciklus. Az
agymukodes nem mas mint ezeknek a reflexiveknek a hiperciklusokba valo
epitese, amivel tetszoleges bonyolultsagu es kapacitasu informacio
feldolgozo rendszer epitheto, es ez az Agy. 
Akar ki is mondhatom a nepszeru analogiat: az agy egy bonyolult
szamitogep, annak is sokszintu neuronalis halozatokkal modellezheto
fajtajabol. Marpedig ha az agy modellezheto egy halozattal, akkor
implementalhato is egy hasonlo halozaton. Ebbol pedig az kovetkezik,
hogy ha technikailag kepesek vagyuknk letrehozni egy nagyon bonyoult
halozatot, akkor legalabb is elvileg, kepesek vagyunk letrehozni
mesterseges intelligenciat is. 

Az erveles valahogy igy hangzik: tekintsuk az agyat, es modelezzuk a  K
szamossagu epitoelemet (pl. sejtet, dendritet, neuritot, szinapszist)
amibol felepul, majd helyettesitsuk be a termeszetes modult a
mestersegessel. Mivel a model elegsegesen jo, a helyettesetes mukodik,
es a rendszer is mukodik. Ismeteljuk meg a helyettesitest a kovetkezo
elemmel,  az eredmeny ugyan ez, majd a n-edik elemmel es az n+1edikkel.
Vegul eljutunk K-hoz, amikor az agy mar csak mesterseges elemekbol all.
Az idevezeto uton valahol meg kellett hogy szulessen a mesterseges
intelligencia! Ez a teljes indukcio kikerulhetetlen logikaja!

Sot tovabb megyek, mert ha hiszitek, ha nem ezt a kiserletet mar el is
vegeztek es majdnem sikeres volt. Az agy osszes epitoelemet ki lehetett
cserelni, es az intelligencia valoban megmaradt! A metabolizmus ugyanis
kb 8 evente lecsereli csaknem az osszes atomot az emberi testben, az
ertelem es ontudat viszont megmarad! Csakhogy tovabbra sem tekintheto
mesterseges itnelligencianak, meg akkor sem ha infuzioval juttatjuk a
szitentikus tapanyagot az alanyunk venajaba!

Folyt kov. Lajos

Na es a neuronon beluli informacio feldolgozas sem akarmilyen! 

Az ember azt varna, hogy ha a dendritek szolgaltatjak a bemenetet, az
axon a kimenetet, akkor a bemenet stimulalasa elinditja/kivaltja az
akcios potencialt a bemeneten es ez vegigfut/terjed az axonra, es
megjelenik mint kimenet. 

Nos, a valsoagban nem ez tortenik. 

Ha valaki stimulalja a dentritfat (a bemenentet) az akcios potencial NEM
a dendriteken vagy azok kornyeken  jelenik meg, hanem szine random
modon, az idegsejt szinte akarmelyik pontjan, sok sokszor magaban az
axonban, messze az ideg testetol es semmifele osszefuggest nem sikerult
soa kimutatni a dendrite stimulalas milyensege es az akcos potencial
milyensege kozott. Az informacio amit a szakcikkekben latunk valojaban
nem igaz, ugyanis nagyszamu eset atlagolasabol adodo korrelaciokat irnak
le, pl. hogy inteziv elektromos izgatas hatasara az akcios potencial
impulzus sorozata atlagosan hosszabb lessz 23 szazalekkal. ez viszont
nem azonos azzal, hogy ugyan az a stimulus ugyan azt a valaszt
produkalja. Ha viszont ugyan az a stimulus mas es mas valaszt valt ki,
akkor hogy lehet itt logikus mukodest varni, hogyan jelenik meg a
rendszerben az ok es az okozat?

Sokszor halljuk az ervet, hogy az agymukodest elektromos tulajdonsagai
tanulmanyossa XY es utalnak az EEG-re. Az EEG termeszetesen a neuronok
elektromos aktivitasat hivatott reprezentalni, es kulnfele frekvenciaju
jeleket lehet merni az agybol. Nos ennek az EEG-s jelnek valojaban igen
keves koze van a neuronokban vegbemeno elekrtomos aktivitashoz. Miert?
Azert mert ion aramokat mer, es az agy ion aramaink igen kis hanyadat
produkaljak a neuronok. 

A gliasejtek felelosek a nagy tobbsegeert! 

Olyannyira, hogy peldaul a retinaban (ami nem mas mint egy a szembe
kihelyezetet agyszovet) az elektromos aktivitas 90%at  a glia sejtek
produkaljak, amiknek elvileg semmi kozuk a latashoz, csak taplaljak es
vedik a neuronokat. 

A network alapu  agymodelnek (es minden jelenleg altalam ismert
verziojanak, mert masmilyen valojaban nem is letezik jelenleg) van meg
egy tulajdonsaga, ami nelkul nem mukodik, es amit en "Deus ex machina"
paradoxonnak nevezek. Ez egy igazan perverz paradoxon, mivel ki nem
mondottan van benne a modelben: aki programozott mar neuronal networkot
(beleertve a Kohonen-fele autokorrelacios halozatokat) az tudja, hogy a
tanitas fazisaban a bemeno jelet (a "van" ertek) a network csomopotjaban
tarolt "kell" ertekkel hasonlitjak ossze, es a network azon eleme ami
legkozelebb (vagy leg tavolabb) van tole, jelzi hogy felismerte a bejovo
erteket. A dolog mukodik, olyan jelferismero rendszereket lehet vele
krealni hogy csak na! Az am, de ilyenkor minen szakerto elfelejti
megemliteni, hogy hogyan is talatja meg a rendszer a minimalis
(maximalis) kulonbseget produkalo nodust? Ugy, hogy csinal egy listat es
vegignezi, egy kereso algoritmussal!!! Ez az algoritmus a legjobb
esetben is linearis, es ismerve az idegrendszert es annak  a
granulaltsagat, (minimum tobb szaz ezer neuronbol allo reszhalozatokat
kell felteteleznunk (ez par kobmilimeternyinel is kissebb hely, es meg
miliszekundumos  kapcsolasi sebessegek eseten is sok masodperces
reakcioidoket feletetez, meg idealis esetben is, amikor a rendszer mar
megtanulta a dologokat es zaj sincs a kornyezetben. Ezzel szemben a
valos reakcioidok 10-100 milliszekundumokban merhetok, ami soak
nagysagrenddel a lehetseges ertek alatt van!

Folyt kov.:  Lajos

De mint elmitettem volt, ennel is komolyabb valodi konceptcios problema
is van a jelenlegi agymodellekkel. Trivialitas(?!), hogy az agy egy
szerv, ami ontogenezisen megy keresztul: van egy ido amikor meg nincs
agy, es utanna lesz egy idopont amikortol kezdve van agy. Nos, minden
morfologus alarirja, hogy a szaporodo neuronok kozott kialakulo
kapcsolatrendszer alapvetoen sztohasztikus. Itt egy dendrit ott egy
axon, amott egy idegtest es ahogy esik, ugy puffan, osszekapcsolodnak.
Nincs olyan hiuzloszasi szabaly hogy a 12587747. neuron a 12545845.-hoz
hoz kell hogy kotodjon. Ezek a kapcsolatok eleinte instabilak, majd
kesobb "osszerendezodnek", es az elmeletek szerint a letrejovo
dentriteken es neuron testeken megulo szinapszisok (amik az axonokrol
erednek) fogjak kodolni az informacio feldolgozo logikat (esetleg a
memoriat). A bibi ott van, hogy a lehetseges kapcsolatok szama
elkepesztoen nagy. Ha a neuron allapotteret ugy akarjuk leirni, hogy a
"bemeneten" levo szinpasiok allapotanak valamint a neuron belso
allapotanak a fuggvenye, a fazister elkepesztoen hatalmas: egy neruonon
nyugodtan lehet 100 000 szinapszis, es ahhoz hogy a neuron akcios
potencialt kuldon elegendo esetenkent par tucat szinapsist bekapcsolasa,
azaz valahol a 100 elemu csoport kombinaciojainak szama egy 100000 elemu
halmazban csillagaszati szamokat ad. Ha igaz az hogy ebben a fazisterben
"bolyong" a neuron es a kornyezete zajos, azaz van egy sztohasztikus
elem (jez+zaj)  benne, akkor annak a valosziusege, hogy az adott neuron
KETSZER UGYAN ABBA AZ ALLAPOTABA KERULJON (emlekezzen, avagy informaciot
dolgozzon fel egy adott algoritmus szerint) elenyeszo. A neuron
alapvetoen alkalmatlan ilyen feladatra.

Meg szornyubb dolog kovetkezik be, amikor ilyen zajos neuronokbol
epitunk haloztatot, amit matematikailag az N(k) network teoriak irnak
le. Itt egyszeruen arrol van szo, hogy egynodus (N) allaptotat a
bemenetei hatarozzak meg. Pl ha a bememenetek igazak (high) akkor a
kimenet is igaz, vagy tetszoleges logikai fuggvenyt lehet a nodusra
kenyszeriteni. Sot meg a zajtol is el lehet tekinteni, es epitsen valaki
tiszta logikai kapukbol ilyen rendszert, es kedje novelni a nodusok
szamat, hiszen ezt teszi az agy is  a neuron a csomopotn, denritek a
bement, az axon a kimenet. Ha eygenkent vizsgaljuk az elemeket,
tokekletesen mukodnek. Ebben az esetben a renszer leirhato egyreszt
topologiailag (milyen kapcsolatok vannak a rendszeben) illetve az
allapotfuggvennyel, ami a kimenetek es a bemenetek ertekeit foglalja
magaba. Ez egy toketes, detereminisztikus rendszer. Azonban ha ujabb es
ujabb nodusokkal random bovitjuk a renszert (lasd osztodo sejtek,
neuronok)  es noveljuk a k-t is, a bemenetek szamat, erdekes dolog
tortenik: igazi, valodi kaotikus rendszert fogunk eloallitani, olyat,
minek meg csak attraktora sincs! A kaosz forrasa a tobbszors
viszsacsatolas es a kesletetesi idok minimalis varianciaja, illetve a
jelenseg ami "Complexity explosion" neven is ismert, es egyszeruen
annyit jelent, hogy algoritmikusan megoldhatalan a problema. Ennek
kovetkezteben azt is lehet allitani, hogy a jelenlegi ismereteink
szerint fizikai keptelenseg egy random neuron haloztabol complex,
masszivan parallel komputert epiteni.

Folyt kov.: Lajos

Termeszetes ez meg mindig nem a legfobb problema, hiszen egy lehetetlen
renszerrel kepzeletben meg csak lehetne valahogy dolgozni, csak annyi
kell hozza, hog "elhanyagoljuk" bizonyos tulajdonsagait, az az amit a
mai nemcsak a nepszerusito irodalom szintu tudomany tesz. A nagyobb
problema az, hogyha szamitogepnek tekintjuk az agyat, akkor annak
engedelmeskedni kell a Turing automatakra leirt szabalyoknak:
algoritmikus gepnek kell lennie!!! Jelenleg NINCS MAS TUDOMANYOS
ALTERNATIVA!!!  A vita elkerulese vegett emlitem meg, hogy a
heurisztikus algoritmusok is algoritmusok, es ugyan ugy aldoazatai a
halting problemanak, mint a tobbi algoritmitmus.

Amikor Godelt emlegettem a korabbi levelemben, akkor arra utaltam, hogy
az algoritmikus renszerek nem teljesek, es az ugyvezetett onmagukra
vonatkozo allitasok paradoxonokkent jelennek meg, es megoldhatatlanok az
adott axioma rendszerben (az axioma rendszerek es a Turing automatak
elmeletenek equivalenciaja szinten bizonyitott, igy a konnyebbseg
kedveert felvaltva lehet bizonyos fogalmakat hasznalni mind a ket
gondolatkorbol). 
Az agyrol azonban nem lehet azt allitani hogy algoritmikus gep. Nem
vonatkozik ra  a halting teorema, tovabba  az intuicio es a kreativitas,
valamit a dolgok megertese nem algoritmikus tevekenyseg, legalabb is ezt
eddig senkinek sem sikerult sem bizonyitani, de meg csak sejtes szintjen
sem elhintetni velem. 

Ennek tobb oka van. A legtrivalisabb -bar nem bizonyito ereju- az az,
hogy nem tud senki semmilyen algoritmusrol. Sokkal sulyosabb erv, a
qualiak erve. A qualiak erzetek. A piros szin erzetet senki sem tudta
megfogalmazni a gepek nyelven. Ahogy a fajdalom erzetenek,  az oromnek,
a keserunek  stb sincs SEMMILYEN algoritmikus megfeleloje. A szubjektiv
mint olyan kivul rekedt a gepeken amit ma epiteni tudunk es senkinek
sincs meg csak halovany segedfogalma sem arrol, hogy ezt hogyan lehetne
athidalni. Descartes bosszuja sulyt bennunket, sokadiziglen, mert senki
sem volt kepes racionalisan feloldani a dualitas problemajat.

Sorolhatnam tovabb a paradoxonokat amik az idegrendszerrel
kapcsolatosak, de nem teszem, mert unalmas leszek. 

Jogos a kerdes, akkor mi a csudaval toltik meg a tudosok az okos
konyveket, amikkel tele a konyvtar. A valasz nem konnyu, de talan jol
jellemzi a helyzetet, ha azt allitom, hogy ma az egesz tudomany arrol
szol, hogyan csatolodik KI  az informacio az idegrendszerbol es hogy
ennek mik a ennek a sejtfiziologiai alapjai. Az hogy mi a bemeno
informacio, hogyan dolgozodik fel ma meg csak nem is igazan targya
tudomanyank, legalabbis nem lehet tetten erni a szakirodalomban.

A jelenlegi ismereteim szerint nincs es nem is lesz soha mesterseges
intelligencia, ha valami olyanra godolunk, mint az emberi intellektus.
Ami van, es amit a mernokok tovabb is tudnak fejleszteni, azok a
szakertoi rendszerek. De ezek olyan tavol vannak a AI-tol, mint Mako
Jeruzslemtol es ertelmetlenseg egy lapon emlegetni oket.

Egy dologrol meg vagyok gyozodve: a legnagyobb kihivast a tudomany elott
ma az agy jelenti, es a problema kozmogoniai lepteku es ma meg nem
ismerjuk a vilagot annyira hogy meg csak kiserletet is tehetnenk
tudomanyos magyaraztra.

Udv: Lajos

 

  
 
 .