[Перевод] Джефф Хокинс наконец готов объяснить свои исследования мозга

Джефф Хокинс — ветеран Силиконовой долины, посвятивший последнее десятилетие изучению загадок человеческого мозга, организовал встречу с компанией DeepMind — одной из ведущих ИИ-лабораторий в мире.

Ученые из DeepMind, принадлежащей материнской компании Google — холдингу Alphabet, хотят создавать машины, способные делать все, что может делать мозг. Хокинс основал небольшую компанию с одной целью — выяснить, как работает мозг, а затем воссоздать его, исходя из полученных знаний.

Встреча, назначенная на апрель в офисе DeepMind в Лондоне, так и не состоялась. В распоряжении DeepMind сотни исследователей ИИ, работающих вместе с командой опытных нейробиологов. Но когда Хокинс перед визитом пообщался с Демисом Хассабисом, одним из основателей DeepMind, они согласились, что почти никто в лондонской лаборатории не поймет его работ.

Хокинс говорит, что прежде чем мы сможем создать искусственный интеллект, мы должны объяснить человеческий интеллект. Только тогда мы сможем создавать машины, которые действительно работают как мозг. «Не нужно воспроизводить весь мозг», — сказал он. «Но необходимо понимать, как именно он работает, и воспроизвести его важнейшие части».

В его компании Numenta, это именно то, что он намеревается сделать. Хокинсу 61 год, он начал свою карьеру в качестве инженера, создал две классические компьютерные компании — Palm и Handspring, и по пути еще изучал нейробиологию.

Теперь, после более чем десятилетнего периода почти незаметной работы в Numenta, он считает, что он и несколько исследователей, работающих с ним, уже на пути к решению проблемы. На конференции в Нидерландах, он представил их последнее исследование, которое, по его словам, объясняет внутреннюю работу кортикальных колонок — основного строительного блока функций мозга.

Как широкое комьюнити исследователей отреагирует на работу Хокинса, предсказать сложно: решат ли они, что исследование стоит изучить глубже? Или просто спишут Хокинса как через край самоуверенного и слишком неортодоксального в своих методах?

Все это время Хокинс следовал своей собственной, всеобъемлющей идее, о том как работает мозг. Это шаг за грань большинства проектов нейробиологов, будь то исследование мозга плодовой мушки или изучение особенностей человеческого зрения.

Основа его теории — кортикальные колонки. Они являются важной частью неокортекса — части мозга, которая управляет зрением, слухом, языком и собственно интеллектом. У нейробиологов до сих пор нет единого мнения о том, как работает неокортекс.

Хокинс уверен, что кортикальные колонки обрабатывают каждую задачу одинаково, что это, своего рода, компьютерный алгоритм, который повторяется снова и снова. Это вполне логичный подход к мозгу для человека, который десятилетиями создавал вычислительные устройства.

Все что ему нужно — это выяснить алгоритм.

Многим нейробиологам нравится эта идея, кто-то преследует аналогичный подход. Многие хвалят Хокинса за его готовность мыслить так широко. Быть индивидуалистом в академических кругах и мире фундаментальных исследований непросто. Но немного легче, если вы можете финансировать свою собственную работу, как это делает Хокинс.

Тем не менее, некоторые исследователи задаются вопросом, не является ли его самофинансируемая деятельность, изолированная от тягот академических связей, далеким от реальности увлечением? Они исследуют мозг небольшими частями по вполне разумной причине — понять, как все это работает вместе, является монументальной, трудной для охвата задачей.

«Очевидно, что нам нужно лучшее понимание интеллекта», — сказал Томазо Поджио, нейробиолог из Массачусетского технологического института, который представил редакции Хокинса и Хассабиса. «Но Джефф выбрал сложный путь».

Если работа Хокинса увенчается успехом, это может помочь исследователям шагнуть гораздо дальше того, что мы видим сегодня. В последние годы такие компании, как Google, Apple и Amazon, создали беспилотные автомобили, гаджеты, которые отвечают на вопросы из разных комнат, и приложения для смартфонов, которые мгновенно переводят иностранные языки.

Они делают ставку на нейронные сети, которые представляют собой математические системы, лишь до определенной степени похожие на сети нейронов в мозге. Ученые не могут воспроизвести мозг, посколько понимают лишь отдельные части картины его работы. Разумеется, они не могут просто взять и скопировать его возможности.

«Мозг — безусловно, самая сложная часть материи известной нам вселенной, по любым показателям», — сказал Кристоф Кох, главный исследователь и президент Института им. Пола Аллена. «Мы не понимаем даже мозг червя».

Призыв объяснить мозг

В 1979 году в статье журнала Scientific American Фрэнсис Крик, лауреат Нобелевской премии за исследования ДНК, призвал к созданию всеобъемлющей теории мозга, которая могла бы объяснить этот «невероятно загадочный» орган.

Хокинс окончил Корнелл в 1979 году, по специальности инженер-электрик. В течение нескольких следующих нескольких лет он работал в Intel и Grid Systems, одной из первых компаний по производству ноутбуков. Но после прочтения статьи в журнале он решил, что именно мозг станет делом его жизни.

Он предложил создать лабораторию нейробиологии в Intel. После того как идея была отклонена, он поступил в Калифорнийский университет в Беркли. Заявка на его докторскую диссертацию также была отклонена. Можно сказать, он был изгоем.

В 1992 году Хокинс основал Palm Computing. За полтора десятилетия до iPhone, он создал массовый портативный компьютер. Когда он нанял исполнительного директора, Донну Дубински, он сразу предупредил ее, что как только это будет возможно, он бросит свою работу в Palm и вернется к нейробиологии. «Это всегда крутилось на заднем плане», — говорит Дубински.

U.S. Robotics купила Palm в 1996 году за 44 миллиона долларов. Примерно через два года Хокинс и Дубински ушли, чтобы основать Handspring. Palm, снова став независимой в 2000 году, приобрела в 2003-м Handspring за 192 миллиона долларов.

Примерно во время второй сделки Хокинс основал свою собственную лабораторию нейробиологии. Но просуществовала она недолго. Он не смог собрать достаточно ученых, сосредоточенных на его кортикальной теории. Так, вместе с Дубински и исследователем в области ИИ, Дилипом Джорджем, он основал компанию Numenta.

Джефф Хокинс (слева), Дилип Джордж (в центре) и Донна Дубински. 2005 год

Компания потратила годы, пытаясь создавать и продавать программное обеспечение, но в конце концов, после ухода Джорджа, они сосредоточились на единственном проекте. Финансируемая главным образом Хокинсом (он не говорит, сколько именно вложил в это), единственная цель компании — объяснить неокортекс, а затем воспроизвести его.

Чашка кофе озарения

В Numenta Хокинс сидит в маленьком офисе. Пять других нейробиологов, в основном самоучки, работают еще в одной комнате за дверью.

Хокинс говорит, что момент озарения наступил два с половиной года назад, когда он сидел в своем кабинете и смотрел на кофейную чашку.

Он коснулся чашки и провел пальцем по ободу. Затем он вскочил на ноги и выбежал в дверь.

Он бежал сломя голову к своей жене, которая как раз зашла на обед, и наткнулся на своего ближайшего сотрудника Субутая Ахмада, вице-президента по исследованиям. «Кортекс знает положение всех вещей», — сказал Хокинс. Ахмад еще и понятия не имел, о чем тот говорит.

Когда Хокинс посмотрел на чашку, он понял, что кортикальные колонки не только воспринимают ощущения, но и знают местоположение этих ощущений в пространстве. Они запоминают мир в трех измерениях, а не в двух. Все нюансы запоминаются по отношению к тому, что находилось вокруг.

Хокинс, Субутай Ахмад и Донна Дубински. Офис Numenta. 2018 год

Хокинс полагает, что если кортикальные колонки обрабатывают таким способом зрительную и осязательную информацию, то они воспринимают звук, язык и даже математику аналогичным образом. С тех пор он работает над доказательством этой идеи.

«Когда мозг строит модель мира, всё имеет место относительно всего остального», — сказал Хокинс. «Вот как он понимает все вокруг».

Источник напряжения между Хокинсом и другими исследователями вовсе не в том, что они считают, что он неправ. Они просто не знают этого, потому что он пытается делать это совершенно другим способом. И так дико амбициозен.

Для дальнейшего развития науки то, над чем работает Хокинс, не может оставаться на задворках. Его идеи могут принести плоды, благодаря экспериментам с другими нейробиологами, сказал Нельсон Спрустон, старший директор Janelia Research Campus, исследовательской лаборатории в Вирджинии, которая занимается нейробиологией. «Непрерывный цикл опробирования и пересмотра моделей нейронных вычислений, подсказанных биологией, является ключом к разработке прорывных теорий мозга», — сказал он.

Если перефразировать, Хокинсу необходимо дать возможность тщательно исследовать свою работу и найти способ взаимодействия с учеными, которые, скорее всего, никогда не смотрели на мозг так, как он.

---

В настоящий момент готовится перевод большой научной статьи Джеффа Хокинса и его коллег из Numenta —  «A Theory of How Columns in the Neocortex Enable Learning the Structure of the World». Также к переводу планируется вторая их большая статья «A Framework for Intelligence and Cortical Function Based on Grid Cells in the Neocortex».