Human is the awkward liminal phase between animal and machine

2218 2147

Visu dienu skaitīju spaikus, mēģināju “iebraukt” Pārkera-Sočacka diferenciāļu risināšanas metodē un, fonā, apdomāju hipotēzi, ka, lielā mērā, darbojos tikai divos režīmos – prokrastinācijas un pārslodzes. Tam visam pa vidu pamanījos pilnīgi aizmirst par apmeklēt paredzēta (un apsolīta) kultūras pasākuma būšanu šodienā.

311217 0742

Fuck yes, beidzot ir pieejamas normatīvās konektomas, ko gaidīju jau kopš 2015. gada. Īsumā – tā vietā, lai izmantotu lielu kaudzi pacientu konektomu (piem., no HCP), tiek strādāts ar sava veida vispārinātu “aritmētisko vidējo”, kas stipri samazina galvassāpes (un aizņemto vietu uz diska) gadījumos, kad individuāla līmeņa informācija nav vajadzīga. Cerams, ka autori nav bijuši pārāk radoši datu reprezentācijā un datu būšana kopā ar paštaisītu apstrādes softu nozīmē tikai darbaholismu no viņu puses, nevis vajadzību mācīties lietot vēl vienu hiperspecializētu rīku.

Update: viss ir lieliski, dzīve ir skaista, dati ir standarta MATLAB datu formātā, kas pēc būtības ir tas pats HDF5.

131117 0319

Optiskie neiromorfie čipi. Atjaunoju uz augšu savu varbūtību tam, ka brīdī, kad tiks sasniegts cilvēka WBE, būs pieejama arī par standarta eksaflopu mēroga HPC sistēmām kompaktāka un jaudīgāka (uz specializācijas rēķina un pateicoties programmatūras līmeņa abstrakciju iztrūkumam) aparatūra.

[1] http://advances.sciencemag.org/content/3/9/e1700160.full
[2] https://arxiv.org/abs/1611.02272

111117 0337

211017 1231

CRISPR procesa un tā pielietojuma veidu atklāšana ir viens no nozīmīgākajiem sasniegumiem visā ģenētikas vēsturē, taču “tīrā veidā” tam ir virkne ierobežojumu. Piemēram, HDR jeb homoloģiski vadītās labošanas režīmā (kas, salīdzinot ar nehomologo lipīgo pavedienu galu savienošanas režīmu, ir daudz precīzāks un ar daudz mazāku nevēlamu blakuslabojumu varbūtību) CRISPR process darbojas tikai šūnu dzīves cikla agrīnajās fāzēs, kas nozīmē, ka to nevar izmantot pie pieaugušām šūnām, kas ir pārstājušas dalīties. Problēma ir tajā, ka tipiski šāda šūnu veida pārstāvji ir lielākā daļa smadzeņu neironu, kas būtiski ierobežo CRISPR metožu pielietošanu neirozinātnes nolūkiem.

Pirms gada es prognozēju, ka CRISPR varētu būt izmantojams pie pieaugušiem neironiem, izmantojot papildus soli, piem., virāli mediētas bioluminiscentās optoģenētikas metodes. Specifiski BL-OG un CRISPR metožu kombinācijas pielietojumu praksē vēl neviens, cik man zināms, nav pārbaudījis, taču nesens pētījums pa visai līdzīgu līniju beidzot ir pavēris iespēju pielietot pilnu CRISPR instrumentāriju arī smadzeņu ģenētiskai modificēšanai.

Runa ir par t.s. vSLENDR jeb “viral mediated single-cell labeling of endogenous proteins by CRISPR-Cas9-mediated homology-directed repair” protokolu, kas CRISPR sekvenci kopā ar mērķa sekvenci un Cas9 vai citu funkcionālo proteīnu nogādā šūnās ar standarta adenoasociatīvā vīrusa (AAV) transfekcijas palīdzību, tādējādi apejot vajadzību pēc izmaiņu replikācijas caur šūnu dalīšanos.

• Populārzinātnisks raksts
• Publikācija Cell Neuron žurnālā
• Maksa Planka Neirozinātnes institūta Floridā komandas sagatavots video

  https://www.youtube.com/watch?v=oSsqJkxJi1k

Ir sagaidāms, ka šīs un līdzīgas tehnoloģijas beidzot ļaus izmantot precīzijas gēnu inženieriju arī smadzeņu neironu pētniecībā, ko kā perspektīvu ir grūti novērtēt par augstu.

131017 1925

Ņemot Deneta, Mecingera, Graciano, Bakera (tā paša, kurš vēlāk) et al. pētījumus un “atlaidinot” tos ar Vatsa, Egana, Bakera, daļēji arī Gibsona, Lema u.c. daiļliteratūras darbiem, man ir izkristalizējusies kāda, pagaidām vēl nekonkrēta un vāji detalizēta, konjektūra. Īsumā to varētu aprakstīt šādi: apziņa kā kognitīvā aparāta darbības režīms varētu būt novērojama tikai samērā šaurā konceptuālā “logā” jeb saprātu telpas griezumā. Tā varētu būt novērojama galvenokārt pie tādām entitātēm, kas ir pietiekami jaudīgas (izmantojot kvantitatīvu intelekta definīciju), lai modelētu un prognozētu sevi kopā ar apkārtējo vidi, bet ne pietiekami, lai darītu to caurspīdīgi, piemērojot vienu un to pašu varbūtību sadalījumu (iespējams, kādu no universālā sadalījuma izskaitļojamiem tuvinājumiem) visiem ienākošajiem datiem pēc kārtas.

Pirms šī “loga” ir sastopamas tādas entitātes, kas spēj dažādā mērā reaģēt uz apkārtējās vides izmaiņām, izmantojot automātiskus un iemācītus paternus, bet vēl nespēj veikt savas rīcības kontrafaktuālas simulācijas. Telpu pēc šī “loga”, savukārt, aizņem tādas entitātes, kas savu (un citu) iekšējo stāvokļu lielumus prognozē eksplicīti, kā daļu no visas apkārtējās vides stāvokļu lielumu kopas, bez vajadzības veidot tos informāciju zaudējošos zemākas izšķirtspējas naratīvus un rekursīvos operacionālos kopsavilkumus (iekodētus neironu populāciju koordinētā aktivitātē kā, piem., semantiskos pointerus), kas, saskaņā ar minēto pētnieku darbiem, varētu būt primārais apziņas pamatā esošais mehānisms.

Protams, nav izslēgts, ka daļa entitāšu, pieņemoties jaudā, vispāri nekad nenonāk šajā “logā” (kas, kā jau minēts, reprezentē šauru un “plakanu” griezumu bezgalīgdimensionālā parametru telpā), jau no savas evolucionārās trajektorijas sākuma attīstot tādus informācijas apstrādes veidus, kur nefigurē šāds datu favorītisms, taču šādi minējumi nenovēršami atduras pret faktu, ka pagaidām par visām šīm lietām mēs varam mēģināt spriest, tikai skatoties paši uz sevi kā vienīgo mums zināmo piemēru.

Saprotamu iemeslu dēļ man šobrīd nav pieejami līdzekļi šo apgalvojumu pārbaudīšanai attiecībā pret realitāti, līdz ar to paredzamā nākotnē tie droši vien nezaudēs savu konjektūras statusu.

11017 0116

14917 1244

When you wake up and find out that goodness of fit of your striatal model is finally really tight after recent updates.

( ... tālāk ... )

11817 1940

2617 2100

18517 0028

Zebrzivs embrija smadzeņu pilna elektronmikroskopiskā aina (~60 nm³ izšķirtspējā), izstrādnes šādu datu automatizētai iegūšanai no zīdītāju smadzenēm. Izskatās, ka pamazām tiek sākts tikt galā arī ar vienu no diviem atlikušajiem lielajiem “pudeles kakliem” smadzeņu digitizācijā, proti, datu iegūšanas ātrumu.

Prognozēju, ka galā tikšanā ar otro (konektomas rekonstruēšanas no iegūtajiem jēldatiem ātrumu) neaizvietojama izrādīsies dziļā mašīnapmācība, ņemot vērā to, ka šis rekonstruēšanas darbs, būtībā, ir lielas un sarežģītas attēlu atpazīšanas un klasificēšanas problēmas risināšana, tātad, pieder pie problēmu klases, kur DL/ML metodes šobrīd uzrāda ļoti iespaidīgus rezultātus gan pa ātruma, gan kvalitātes (precision/recall kombinēto) asi.

Kas attiecas uz simulācijai vajadzīgajiem skaitļošanas resursiem, tad tur, visticamāk, Mūra likums vairs neglābs un nāksies pāriet uz hibrīdiskām sistēmām (tradicionālā HPC skaitļošana plus GPGPU plus TPU/NPU plus neiromorfie čipi uz ASIC (ieskaitot memristorus) un/vai FPGA bāzes).

17517 2100

No visām līdz šim man zināmajām teorijām par apzinātiem smadzeņu darbības režīmiem, šķiet, esmu atradis vienu tādu, kam (izejot no man šobrīd pieejamās evidences un prioriem) citu šobrīd cirkulējošo vidū varētu būt vislielākās izredzes izslīdēt relatīvi neskartai zem Okamas naža, tai esot reizē vienkāršai, specifiskai un ar konkrētiem, pārbaudāmiem apgalvojumiem. Runa ir par M. Graciano izstrādāto uzmanības shēmu teoriju (attention schema theory, AST), ko ļoti īsumā un ļoti aptuveni varētu noraksturot kā “Mecingers plus konkrētika”.

Šajā sakarā, iespējams, interesants novērojums. Evidencē (konferences, lasītā literatūra, privātā komunikācija) balstīta premisa: XX gs. otrajā pusē un XXI gs. sākumā tapušās hipotēzes par apziņas mehānismiem arvien stiprāk iedalās divās savstarpēji diverģējošās grupās – tajās, kas apziņai meklē pieaugoši eksotiskus skaidrojumus (post-Penrouza kvantu skaitļošana, Tegmarka “apziņa kā matērijas agregātstāvoklis” u.c.) un redukcionistiskos vai funkcionālistiskos modeļos, kas norāda uz konkrētām neironu grupu darbības īpašībām vai vismaz proponē matemātisku modeli tam, kā no šādas darbības varētu rasties attiecīga veida pieredze. Novērojums: pirmkārt, otrās grupas hipotēzes pakāpeniski konverģē uz kaut ko līdzīgu rudimentāram standartmodelim ar centrālo tēzi “apziņa kā smadzeņu stāvokļu operatīvs konspekts” (Denets, Mecingers, Lināss, Graciano, Bārs, Dehāne, et al.); otrkārt, no filosofijas aprites pamazām pazūd hipotēzes, kas proponē duālismu (apziņa ir kaut kas cits, kā norises un stāvokļi matērijā) vai iluzionismu (mums tikai šķiet (lai ko tas nenozīmētu), ka mums ir apzināti smadzeņu darbības režīmi). Paliek atklāts jautājums par to, vai šī parādība ir Kolmogorova otrās aksiomas tuvinājums praksē, modes un politikas tendencēm līdzīgs diskrēts automāts, manos nepilnīgajos novērojumos balstīts aplams secinājums vai kas cits.

Atgriežoties pie tēmas,

Covert attention isn’t intangible. It has a physical basis, but that physical basis lies in the microscopic details of neurons, synapses, and signals. The brain has no need to know those details. The attention schema is therefore strategically vague. It depicts covert attention in a physically incoherent way, as a non-physical essence. And this, according to the theory, is the origin of consciousness. We say we have consciousness because deep in the brain, something quite primitive is computing that semi-magical self-description. Alas crocodiles can’t really talk. But in this theory, they’re likely to have at least a simple form of an attention schema.

Šoreiz pats nerakstīšu ievadu, jo ļ. cien. pētnieks, izrādās, prot (atšķirībā no manas necilās personas) gana sakarīgi rakstīt arī popzinātni. Detalizēts populārzinātnisks kopsavilkums, papīrs.

4517 2045

21417 1653

Neuralink, eksokorteksa risinājumu R&D kompānija un Maska kārtējais megaprojekts, beidzot ir iznākusi publikā un to pavada lielisks un masīvs “Wait But Why” enciklopēdijbloga raksts, ko iesaku izlasīt visiem, kam kaut pa pieskari interesē šī tematika (ieskaitot tos, kuriem nav problēmu ar pašu papīru un publikāciju lasīšanu, jo WBW autoru uzražotos rakstus vismaz mana necilā persona atrod arī par labu izklaidējošo materiālu). Citējot XKCD, “a huge and alien future is barreling toward us, and I can’t wait”.

Citās, ar šīm saistītās ziņās – Kernel, kompānija, kur T. Bergera hipokampa protēžu laboratorijas vecā komanda ar vairākiem jauniem un aizraujošiem papildinājumiem bīda līdzīgu tehnoloģiju izstrādnes mazliet citos virzienos, drīzumā nāks klajā ar progresa raportu; sekosim līdzi.

12417 1804

14317 1606

5317 1548

3317 0802

26217 0318

Kohs et al. no Allena institūta peļu smadzenēs atklājuši trīs claustrum apgabalā sakņojošamies neironus, kuru arbors aptver lielāko daļu smadzeņu garozas, iesniedzoties “lielākajā daļā vai visos tajos smadzeņu apgabalos, kas saņem informāciju no maņām un vada kustības”, tulkojums mans.

Pagaidām nav zināma šo neironu funkcija (vēl nav nopublicēta pat pilna morfoloģija un gēnu ekspresija), bet, ņemot vērā to, ka claustrum ir empīriski saistīts ar apzinātiem smadzeņu stāvokļiem, ir iespējams, ka šādi “visaptveroši” neironi varētu kalpot par globālās darba telpas sinhronizācijas līdzekļiem, ar starpneironu trūkumu panākot īpaši ātru signāla pārraidi starp savstarpēji attāliem garozas apgabaliem.

Nākamie soļi: noskaidrot, vai cilvēku smadzenēs ir atrodams kas līdzīgs, noskaidrot, cik lielu claustrum neironu proporciju sastāda šī tipa neironi.

24217 2240