Читайте РБК без баннеров

Подписка отключает баннерную рекламу на сайтах РБК и обеспечивает его корректную работу

Всего 90₽ 30₽ в месяц для 3-х устройств

Продлевается автоматически каждый месяц, но вы всегда сможете отписаться

Лента новостей
PRO Все новости
Мобильный террор: как сервис доставки разозлил курьеров — Bloomberg HR, 19 июл, 17:21 Ближе к звездам: космос для бизнеса. Дайджест иностранных СМИ IT, 19 июл, 16:35 Далеко на Север: как государство стимулирует инвестиции в Арктику Право, 19 июл, 15:27 Гендиректор «Ленты» Герман Тинга – о новой реальности российского ретейла Потребительские товары, 19 июл, 14:25 Ваш иск оплачен: как небольшим компаниям без нужных связей выиграть суд Право, 19 июл, 13:15 «Умный» HR: технологии интеллектуального управления персоналом IT, 19 июл, 12:15 Не ждали: что делать при внеплановой налоговой проверке Право, 19 июл, 11:02 Жонглирование словами: как отличить искусственный интеллект от подделки AI, 19 июл, 10:01 Спор из-за повышенных задним числом налогов дошел до Верховного суда Недвижимость, 19 июл, 09:03 Прогресс вместо стресса: зачем в компаниях практикуют майндфулнесс Менеджмент, 19 июл, 08:59 Почему автогиганты отказываются от обаятельных малолитражек — Bloomberg Промышленность, 19 июл, 08:04 Мохнатая лапа в правительстве: как робот-мишка встретился с Путиным AI, 19 июл, 07:59 Похлопайте коллегу по плечу виртуально: как организовать удаленку HR, 18 июл, 17:58 Что цифровые технологии значат для строителей Строительство, 18 июл, 16:01
 
0 
Мышиная возня: зачем Google и Intel разыскивают нейробиологов — Bloomberg
Bloomberg AI IT
Нейробиологи попали в список самых разыскиваемых сотрудников, за которыми охотятся Google, Twitter и другие ИT-гиганты. Изучение принципов работы мозга рыб и мышей, оказалось, может помочь и разработчикам AI, и создателям беспилотных автомобилей
Фото: Cassandra Klos / Bloomberg Businessweek

Ягуар на самом деле никакой не ягуар. Так назвали обыкновенную мышь. Ягуар живет в лаборатории Института Роланд в Гарварде и время от времени играет в таком странном устройстве, что можно подумать, будто он стал героем «Заводного апельсина». Металлические блоки удерживают животное внутри небольшой платформы рядом с металлическим рычагом, а его задача — нащупать края виртуального ящика. Чтобы сделать то, что от него требуется, Ягуар хватается правой лапкой за своеобразный джойстик, который может поворачиваться на 360 градусов, и вращает его до тех пор, пока не получит ответ от машины. Когда грызун находит то, что нужно, — тот самый край виртуального ящика, его награждают сладкой водичкой.

Чтобы отследить мозговую активность Ягуара, ученым пришлось генетически его изменить. Специалисты сделали так, чтобы нейроны мозга грызуна выделяли флуоресцентный свет во время активности. Это свечение можно увидеть через стеклянную пластику, закрепленную на голове мыши с помощью стоматологического цемента. А помещенный над пластиной микроскоп записывает, как подсвечивается мозг Ягуара во время игры.

«За одну сессию вы можете обучить их новым правилам и воочию наблюдать, как нейроны усвоили эту информацию и как они изменились», — расcказывает возглавляющая серию экспериментов нейробиолог Макинзи Матис.

Десятилетия тому назад исследования Матис могли служить только одной цели — приумножить то, что мы и так знаем о мышах и об их мозговой активности. Но сейчас женщина входит в число специалистов, помогающих развивать программы на основе искусственного интеллекта и нейрокомпьютерных интерфейсов. Матис хочет понять, как обучаются мыши, потому что в дальнейшем это поможет понять, как обучить компьютер учить других. Наблюдение за тем, как мыши реагируют на неожиданные ситуации в видеоиграх, может, например, позволить однажды передать те же навыки роботу.

Некоторые нейробиологи изучают пение зебровой амадины, другие исследуют устройство черепов овец. Но выбор большинства падает на классические для школьных уроков биологии объекты исследований: например, червя или дрозофилу фруктовую, устройство мозга которой очень легко наблюдать.

За последние несколько лет ИT-компании совершили ряд набегов на университеты с целью заполучить именно таких специалистов. Apple, Facebook, Google и Twitter наняли на работу ученых с докторской степенью, принимавших участие в стипендиальной программе Матис.

«Студенты смогут устроиться на работу еще до того, как получат диплом», — говорит она.

Животные уже давно играют важную роль в усовершенствовании корпоративных исследований. Но если раньше речь шла в основном об испытании медицинских препаратов и других методов лечения, то теперь дело в другом. Инсайты, полученные при изучении воспроизведения звуков зебровой амадиной, могут быть полезны в создании механизмов распознавания речи голосовыми помощниками вроде Siri. А мышиные игры могли бы помочь наводнить склады Amazon одними только андроидами. Когда под угрозой оказывается множество новых рынков, борьба за разгадку секретов мозга животных приобретает странные очертания.

Фото: Cassandra Klos / Bloomberg Businessweek

В 1958 году нейробиолог из Конуэлла Фрэнк Розенблатт представил перцкептрон — одну из первых компьютерных имитаций человеческого мозга. Обрабатывающие информацию элементы прибора, которые ученый назвал нейронами, должны были определить, кто изображен на фото, мужчина или женщина. Можно считать, что речь шла о распознавании фото на примитивном уровне. Профессиональный сленг с тех пор ничуть не поменялся — сейчас и Facebook, и Google, и многие другие компании называют свои громоздкие системы на основе искусственного интеллекта нейронными сетями.

Схожесть вычислительных систем и работы человеческого мозга преувеличена и на сегодняшний день. Сложно воспроизвести то, что мы сами не до конца осознали. Нейробиологи до сих пор не могут понять, как именно работает мозг (к примеру, как группы нейронов хранят воспоминания). Так что электронные копии нейронов пока остаются грубыми пародиями на оригинал.

Тем не менее ИT-индустрия пытается создать так называемый сильный искусственный интеллект — разумную машину, которая будет сама принимать решения, а не учиться всему у человека. К радости поборников этики, люди пока далеки от создания такого искусственного интеллекта, но нейробиологи и ИT-специалисты надеются, что изучение мозга укажет им путь к созданию совершенной технологии.

Сейчас сразу несколько компаний пытаются создать нейрокомпьютерные интерфейсы, которые могли бы улучшить работу протезов и позволить людям напрямую загружать информацию в свой мозг. Одна из таких компаний — Neuralink Corp. Илона Маска, другая — Kernel, принадлежащая миллиардеру Брайану Джонсону. А нейробиологи консультируют эти фирмы по любым профильным вопросам.

То, что лежит в основе работы обоих стартапов, можно увидеть прямо в лаборатории Матис в Гарварде. «Тут у нас мышиный дворец», — рассказывает она, открывая дверь в комнату, наполненную дюжинами мышей в пластиковых клетках. Животные носятся, вертят головами, а их усы подергиваются, когда они начинают изучать посетителей. Комнату подсвечивают красными лампами, чтобы ночные по своей природе создания бодрствовали в течение дня и служили науке строго в рабочее время.

Исследование полагается на две игры: уже описанную ранее и еще одну, более сложную. В последней мышь ставят на две круглые двигающиеся пластины. А лапки помещаются в специальные пазы с каждой стороны. Экран показывает зеленую дорожку с голубым прямоугольником в конце нее. Когда мышь начинает бежать, чтобы догнать прямоугольник, ей нужно двигаться аккуратно, иначе она собьется с виртуальной дороги. Как и у человека, глаза грызуна стекленеют во время игры. Проходит около получаса, прежде чем животное теряет интерес к забаве.

Микроcкопы, следящие за мозговой активностью, записывают огромное количество важной информации.

«Мы можем одновременно наблюдать за отделами сенсорных систем, двигательной корой головного мозга и областями, отвечающими за принятие решений», — объясняет Матис. Иногда исследователи меняют правила игры, чтобы посмотреть, как отреагируют нейроны.

Матис также пытается выяснить, как быстро животные могут приспособиться к изменениям во внешней среде. Когда человек берет в руки неизвестный предмет, не зная, каков его вес, мозг и тело способны быстро сориентироваться, как обращаться с новым предметом. Роботы пока не могут делать того же. Но, возможно, у машины получится повторить человеческие действия, если в нее загрузить шаблоны, основанные на нейронном опыте мышей. Матис объясняет, что именно мыши могут помочь восполнить один из важнейших пробелов в современной робототехнике. Мозг грызуна достаточно сложен, чтобы демонстрировать принятие решений на высоком уровне, но достаточно прост, чтобы позволить ученым увидеть связи.

Люди сравнительно недавно смогли разработать достаточно мощные компьютеры, способные хранить, обрабатывать и анализировать данные об активности 75 млн нейронов в мышином мозге. И лишь в последние два года развитие искусственного интеллекта позволило автоматизировать большую часть исследований. Макинзи Матис и ее супруг Алекс Матис, тоже нейробиолог, разработали программу DeepLabCut, которая использует технологию распознавания изображений для того, чтобы отслеживать любые реакции грызуна.

Раньше ученым приходилось выполнять подобную работу самостоятельно, занося в журнал данные о каждом глотке воды. Теперь программа за несколько минут делает то, на что пришлось бы потратить недели требующего предельного внимания человеческого труда.

Фото: Cassandra Klos / Bloomberg Businessweek

«Один из авторов посвященного приматам исследования признался мне, что с такой программой он потратил бы на свою докторскую диссертацию на два года меньше времени», — говорит Алекс Матис.

За счет таких разработок ИT-гиганты обращают еще больше внимания на нейробиологов. Современный нейробиолог должен владеть навыками программирования и обработки огромных объемов информации, не уступающими умениям специалиста по искусственному интеллекту в Google. Кроме того, ученые привыкли работать с нестандартными идеями.

«Обычно мы нанимаем творческих людей, немного авантюристов, — признается Макинзи Матис. — Тех, кто готов посвятить всю свою жизнь изучению неизведанного».

Тим Отчи не занимается мышами, он изучает птиц. На правом предплечье ассистента профессора красуется татуировка с зебровой амадиной — небольшой птички с ярко-оранжевым клювом.

«Я действительно очень люблю птиц», — признается Отчи, сидящий посреди заваленного книгами офиса.

В 1990-х годах Отчи совмещал изучение машиностроения в Технологическом институте Джорджии и работу в компании, которая специализировалась на автоматизации производства. Его работа заключалась в том, чтобы научить роботов распознавать оказывавшиеся на конвейере предметы.

«Меня поразило, насколько сложной оказалась задача, — вспоминает ученый. — Ведь речь шла о действиях, с которыми справляются дети!» Такое разочарование побудило Отчи во что бы то ни было разобраться в механизмах принятия решений и принципах обучения. Тогда он решил оставить заводской конвейер и подался в нейробиологи.

У певчих птиц, таких как зебровые амадины, необычный набор умений. Если большинство созданий на уровне инстинктов знают, как издавать звуки, певчие птицы учатся имитировать то, что слышат, и меняют звуки, демонстрируя семантическое осознание своего пения. Десятилетия исследований помогли понять, как устроен отдел мозга амадины, отвечающий за такое поведение. Благодаря этому удалось получить инсайты о том, как функционируют нейронные цепи, что в свою очередь поспособствовало изучению движений и эмоций человека.

Понимание того, как птицы имитируют издаваемые сородичами звуки, поможет выяснить, как люди делают нечто подобное. А это позволит продвинуться в обучении искусственного интеллекта.

Фото: Cassandra Klos / Bloomberg Businessweek

Отчи работает с тремя сотнями птиц в специальной университетской лаборатории. Он и его команда изучают пернатых при помощи систем, напоминающих те, что используют Макинзи и Алекс Матис.

«Мы пока не знаем, как в мозге сохраняется информация о том, как управлять велосипедом или вертолетом, как говорить на японском, — рассказывает Отчи. — Но когда-нибудь мы узнаем».

Ученые, специализирующиеся на пении птиц, пользуются спросом в самых разных отраслях, имеющих отношение к развитию искусственного интеллекта. Например, Чанинг Мур, защитив диссертацию в Калифорнийском университете в Беркли и немного проработав в Apple, присоединился к команде Google, которая специализируется на системах распознавания звуков. Другой бывший студент Беркли, получивший докторскую степень, Тайлер Ли, работает в Intel — он опирается на свои исследования зебровых амадин, чтобы улучшить системы обработки звука — технологии, которые задействуются в реагирующих на голосовые команды программах вроде голосового помощника Siri.

Ученые еще со времен Рейгана порываются заявить о наступлении эры нейробиологии. Но даже в начале XXI века перспективы молодых специалистов в этой области были довольно туманны, да и самих специалистов было немного. По данным Министерства образования США, 15 лет назад американские вузы выпускали не больше 1,5 тыс. нейробиологов, а докторскую степень получали всего 400 специалистов. И даже для такого небольшого количества не хватало работы.

Когда в 2005 году Дрю Робсон оканчивал Принстон, его научный руководитель дал ему весьма запоминающееся напутствие — ни в коем случае не посвящать дальнейшую жизнь нейробиологии. Робсон проигнорировал совет и вместе со своей университетской любовью Дженнифер Ли основал лабораторию RoLi на базе Института Роланд. Научное сообщество нейробиологов разрасталось на глазах Робсона и Ли. Сейчас университеты выпускают около 5 тыс. бакалавров по этой специальности, а 600 человек получают докторские степени.

«За десять лет мы увидели настоящий прорыв в области доступных технологий и инструментов», — говорит Робсон.

В лаборатории RoLi изучают рыбок данио-рерио, также известных под причудливым названием «дамский чулок». У небольших рыб из семейства карповых прозрачные тела, благодаря чему ученые могут наблюдать за активностью их нейронов. Специальный мобильный микроскоп, разработанный Робсоном и Ли, позволяет отследить, какие именно клетки активизируются, когда рыба плывет. Чтобы изучить различные аспекты поведения данио-рерио, специалисты меняют силу направления течения в аквариуме — тогда рыбки будут вынуждены развернуться или продолжат плыть в ту же строну, прикладывая больше усилий.

Как и многие из их коллег, Робсон и Ли отлично понимают, как связаны нейронауки и технологии искусственного интеллекта. В прошлом году пара купила автомобиль Tesla, и им очень нравится наблюдать, как развиваются беспилотные механизмы машины. Когда автомобиль уворачивается от других транспортных средств, он задействует стратегию, очень похожую на ту, которую данио-рерио использует для достижения целей — например, переключения из режима охотника в режим быстрого пловца. Глубокое понимание поведения рыб может однажды помочь компании Tesla развить беспилотные технологии до более продвинутого уровня.

«Для разработки таких технологий нужны огромные массивы данных, — объясняет Ли. — Но если вы подключаете биологию, то можно сжульничать и подсмотреть решение, не изобретая колесо заново». Робсон говорит, что он был бы не против однажды помочь Tesla решить подобные задачи.

Размытые границы между публичными и коммерческими исследованиями в нейробиологии вызывают вопросы о том, кто же возглавит грядущее сотрудничество людей и машин. Научно-исследовательским институтам, которые долгое время выдавали самые амбициозные исследования в своей области, теперь приходится конкурировать с крупными ИT-гигантами, располагающими современной техникой и огромными базами данных. Специалист, защитивший докторскую и устроившийся в один из университетов, может рассчитывать на $50 тыс. в год. Частные компании тем временем предлагают шестизначные суммы, а верхний предел заработной платы в корпорациях и вовсе тяжело нащупать. Крис Фрай, также специализировавшийся на изучении данио-рерио, через пятнадцать лет после ухода из лаборатории зарабатывал $10,3 млн на посту старшего вице-президента по технологиям в Twitter.

«Талантливые сотрудники сейчас действительно уходят из науки, — подтверждает Матис. — Нужно принять волевое решение, чтобы остаться в университетской лаборатории».

Даже если не брать в расчет деньги, многих нейробиологов привлекает в коммерческих компаниях возможность заниматься более интересными исследованиями, не заполняя множество заявлений на получение гранта. Но с уходом специалиста из лаборатории в офисы Кремниевой долины могут прерваться многообещающие исследования, да и коллеги могут оказаться брошенными на произвол судьбы.

Ли и Робсон теперь собираются работать в финансируемом государством Институте биологической кибернетики Общества Макса Планка в немецком Тюбингене. Пара решила остаться в некоммерческой сфере, так как они ценят царящую там свободу и гибкость.

Материал Bloomberg Businessweek
 

Пожалуйста, представьтесь, чтобы получить бесплатный доступ