Искусственный интеллект демонстрирует формирование памяти, подобное человеческому

Исследователи обнаружили, что процессы консолидации памяти ИИ напоминают процессы в человеческом мозге, особенно в гиппокампе, что открывает потенциал для развития ИИ и более глубокого понимания механизмов человеческой памяти.

Группа исследователей из Центра познания и социальности в сочетании с Группой науки о данных Института фундаментальных наук (IBS) выявила удивительное сходство между обработкой памяти искусственного интеллекта (ИИ) и гиппокампом человеческого мозга. Это открытие бросает свет на процесс консолидации памяти в системах искусственного интеллекта, превращая краткосрочные воспоминания в долгосрочные.

В гонке за созданием общего искусственного интеллекта (AGI), где ключевую роль играют организации, такие как OpenAI и Google DeepMind, понимание и эмуляция человеческого интеллекта стало приоритетом исследований. Одним из важных технологических достижений в этой области является модель трансформатора, исследование основных принципов которой в настоящее время активно ведется.

Ключ к разработке мощных систем ИИ заключается в понимании того, как эти системы обучаются и запоминают информацию. Исследователи решили приложить принципы обучения человеческого мозга, с акцентом на консолидацию памяти через NMDA-рецептор в гиппокампе, к моделям ИИ.

NMDA-рецептор можно представить как интеллектуальную дверь в мозге, упрощающую процессы обучения и формирования памяти. Когда в мозгу присутствует глутамат, нервная клетка становится возбужденной. Ион магния, выступая как небольшой заслон, блокирует дверь, позволяя веществам войти в клетку только при его отклонении. Этот процесс позволяет мозгу создавать и сохранять воспоминания, и роль ионного заслона в этом процессе чрезвычайно важна.

Ученые сделали удивительное открытие: по всей видимости, модель трансформатора использует аналогичный NMDA-рецептору процесс контроля. Это обнаружение побудило исследователей проверить возможность контролировать консолидацию памяти трансформатора с помощью механизма, подобного процессу отклонения рецептора NMDA.

Искусственный интеллект демонстрирует формирование памяти, подобное человеческому
(а) Схема, иллюстрирующая активность ионных каналов в постсинаптических нейронах. Рецепторы AMPA участвуют в активации постсинаптических нейронов, тогда как рецепторы NMDA блокируются ионами магния (Mg²⁺), но индуцируют синаптическую пластичность за счет притока ионов кальция (Ca²⁺), когда постсинаптический нейрон достаточно активирован. (б) Блок-схема, представляющая вычислительный процесс в модели Transformer AI. Информация обрабатывается последовательно через такие этапы, как уровни прямой связи, нормализация слоев и уровни самообслуживания. График, изображающий зависимость тока от напряжения рецепторов NMDA, очень похож на нелинейность слоя прямой связи. График ввода-вывода, основанный на концентрации магния (α), показывает изменения нелинейности рецепторов NMDA. 

Эксперименты показали, что, подобно тому, как низкий уровень магния в мозге животных ослабляет память, подстройка параметров трансформатора для отражения действия рецептора NMDA приводит к улучшению долговременной памяти в модели ИИ. Это открытие предполагает, что процессы обучения в моделях ИИ можно объяснить, опираясь на устоявшиеся принципы нейробиологии.

Директор Института по нейробиологии К. Джастин ЛИ подчеркнул:

Это исследование делает решающий вклад в развитие искусственного интеллекта и нейробиологии, позволяя более глубоко понять принципы работы мозга и создавать более совершенные системы искусственного интеллекта на основе этих знаний.

ЧА Миёнг, специалист по данным в команде и в KAIST, добавил:

Человеческий мозг уникален своей способностью функционировать с минимальным энергопотреблением, в отличие от крупных моделей искусственного интеллекта, требующих значительных ресурсов. Наша работа открывает новые перспективы для создания доступных и высокоэффективных систем искусственного интеллекта, способных изучать и запоминать информацию так, как это делает человек.

Это исследование выделяется своей попыткой интегрировать нелинейность, вдохновленную мозгом, в структуру ИИ, что представляет собой значительный прогресс в моделировании консолидации памяти, схожей с человеческой. Слияние когнитивных механизмов человека с архитектурой ИИ не только обещает создание доступных и эффективных систем ИИ, но и предоставляет ценные уроки о функционировании мозга через модели ИИ.

Читайте также

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra — обзор складного смартфона с Snapdragon 8 Elite Gen 5 и батареей 5000 мАч

Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra — обзор складного смартфона с Snapdragon 8 Elite Gen 5 и батареей 5000 мАч