علم الأعصاب

علم الأعصاب… المدخل للذكاء الاصطناعي

علم مزيج بين علم الأعصاب وعلوم الحاسب

المتأمل في التقدم الحاصل في أبحاث علم الأعصاب المحوسب يجد أن هذا العلم يتمحور حول فهم التركيبة العصبية لعقل الإنسان للتوصل لأول خيط يساعد في بناء عقل إلكتروني يعمل باستقلالية ويتمتع بنفحات الذكاء البشري.

---

إن أكبر معضلة يواجهها علماء الحاسب في وقتنا الحالي، هو فهم بواطن عقل الإنسان ومن ثم محاكاة عمله، فحلم بناء رجل آلي يتصرف مثل وحش العالم فرنكشيستاين (من أفلام الخيال العلمي) الذي يتعلم ويتعايش مع الإنسان باستقلالية تامة، قد يبدو بعيد المنال على المدى الطويل، فأبحاث الذكاء الاصطناعي المقنن لمحاكاة ذكاء الإنسان في تزايد مستمر، وعند البحث في الإنترنت عن كلمات مفتاحية مثل “الحوسبة العصبية”، “محاكاة عقل الإنسان” و”العقل الافتراضي” أو علم الأعصاب (neuroscience)” والذي يعتبر المظلة المضمنة لمثل هذه الأبحاث، ستخرج لك آلاف النتائج لتقارير ومقالات تتناول هذا الجزء المهم من علم الذكاء الاصطناعي.

ولكن معظم هذه النتائج لا توحي بوصول نتائج الأبحاث للمستوى المؤمل به، فغياب وجود نظرية موحدة لعلم الأعصاب حدت من تقدم الأبحاث المهتمة ببناء ومحاكاة عقل الإنسان، ويرجع السبب في ذلك لكون العلماء لا يعرفون ماذا يمكن محاكاته من عقل الإنسان إلى جانب عدم فهمهم الصحيح لكيفية عمل العقل.

كما يعتبر عقل الإنسان أعقد جزء في جسمه، فقبل ثلاثين عاما مضت، قدر العلماء عدد الخلايا العصبية في المخ بحوالي عشرة بلايين خلية، أما الآن فقد توصل العلماء لعدد أكثر دقة وهو 100بليون خلية عصبية.

إن الإنسان الآلي المفكر هو الحلم الذي طال انتظاره وسيطول أيضاً لعقود أخرى قادمة، هذا الحلم المعتمد على علم الذكاء الاصطناعي لا يمكن التوصل إليه إلا بفهم صحيح لتركيبة العقل البشري.

موضوعنا هذا سيسلط الضوء على التطور التاريخي في تخصص الذكاء الاصطناعي مع بيان فروعه الحيوية وتطبيقاته في وقتنا الحالي ودور علم الأعصاب فيه.

نظرة تاريخية على الذكاء الاصطناعي

تعتبر مشكلة تقليد مستوى ذكاء الإنسان مشكلة قديمة ظهرت منذ ظهور الحواسيب الرقمية، ففي القرن التاسع عشر اعتبر الناس جهاز تشارلز باباقي الحسابي هو بداية لعمل أجهزة توازي قدرة العقل البشري في المنطق والحساب.

أما في منتصف القرن العشرين فقد برز علماء عباقرة في الرياضيات مثل كلود شانون، ونوربيرت وينير، وجون فون نيومن، وألن تيورنج وغيرهم ممن شيدوا القواعد الأساسية لنظريات الحوسبة الرقمية وطوروا الأدوات اللازمة لتطبيقها، ففي عام 1955تحديدا طرح مجموعة من الباحثين مقترحاً لأول مشروع بحثي على مستوى العالم في الذكاء الاصطناعي. ذكر فيها، أنه إذا تم تسخير جهود عشرة من العلماء سنوياً فإنه يمكن إحداث تقدم في مجال الذكاء الاصطناعي في شهرين، وإلى يومنا الحالي لازال هذا المشروع البحثي قائماً بكامل طاقته.

فروع الذكاء الاصطناعي

مع تطور علم الذكاء الاصطناعي كان لزاماً أن يتفرع هذا العلم ليشمل ثلاثة تفرعات مستقلة، لكل منها تفرعاتها الخاصة الدقيقة وتناقضاتها، فيما يلي ذكر لهذه الفروع مع شرح لها:

أولاً: الاتصال (connectionism) وارتباطه بعلمِ النفس وعلم الإدراك،

وفي هذا الفرع من الذكاء الاصطناعي، يتم محاكاة عمل عقل الإنسان عن طريق بناء الشبكات العصبية وتمثيل عملها، وكبداية لمحاكاة عمل ولو جزء بسيط من عقل البشر قام العلماء بتمثيل الخلايا العصبية في دماغ أبسط كائن حي موجود على الأرض وهي دودة “سي” والتي يحتوي دماغها على ثلاثمائة خلية عصبية وقاموا بدراستها بشكل مكثف، ولكن تمثيل الخلايا العصبية لا يعتبر الطريق لمحاكاة كيفية عمل الدماغ، والذي عن طريقه يمكن فهم آلية عمل الخلايا العصبية والإدراكية. ففي المقابل، يحتوي لحاء دماغ الإنسان على مائة مليون ضعف الخلايا العصبية في دماغ دودة سي بالإضافة إلى أن الوصلات العصبية في دماغ الدودة تقارب السبعة آلاف رابط مما يعني أن ما يقابلها في دماغ الإنسان هو مائة بليون ضعف.

إن مشكلة التمثيل الصحيح للخلية العصبية والروابط العصبية والتفاعل فيما بينها يجعل عملية محاكاة عمل الدماغ أمر شبه مستحيل في الوقت الحالي، والدليل على ذلك هو أن أكبر تمثيل لشبكة عصبية اصطناعية معروفة حتى الآن تحتوي على 64مدخلا وحوالي 256مخرجا وخلايا عصبية في الوسط، حتى ولو قام العلماء بتطوير شبكة عصبية اصطناعية مكونة من ثلاث طبقات من الخلايا العصبية وكل طبقة تحتوي على 64خلية عصبية اصطناعية متصلة بكل خلية من الطبقة المقابلة، يعني ما مجموعه 17مليون وصلة عصبية وهذا العدد لا يشكل إلا نسبة هامشية من تعقيد وصلات العقل البشري والبالغ قرابة  600 بليون ضعف.

صورة توضح اتصال الاعصاب في الدماغ البشري

أي أنه لو حاول العلماء كتابة برنامج يحاكي تمثيل الخلايا العصبية في عقل الإنسان بحيث يمثل كل سطر برمجي خلية عصبية، فسينتج لدينا برنامج يحتوي على عدد أسطر برمجية أكبر ب 25مليون ضعف من حجم برنامج نظام التشغيل ويندوز والذي ذكر أنه يحتوي على 40مليون سطر برمجي.

ثانياً: الحوسبة (computationalism) وتعرف أيضا بالنظرية الحسابية للعقل، وفي هذا الفرع يتم النظر للخلايا العصبية في عقل الإنسان على أنها رموز لا تحتوي على أي دلالة معنوية، أي أن عملها يقوم على تمثيل وظيفة محددة فقط، ويتم الاستفادة من هذا التمثيل في القيام بعمليات منطقية وحسابية لكمية بيانات كبيرة وبسرعة هائلة في وقت قصير.

فعلى سبيل المثال، عند معالجة نص مكتوب لمعرفة محتوى مقالة ما يتم تجريد كلمات النص من قيمتها المعنوية بقيم رمزية في إطار محتوى معين لاستنتاج الفحوى، وهذه الطريقة الحسابية في تمثيل فهم عمل عقل الإنسان ساهمت في بناء أكبر قاعدة معرفية موجودة على شبكة الإنترنت تدعى Cyc، وهي اختصار لكلمة موسوعة (enCYClopedia)، والتي قام بتأسيسها دوقلاس لانيت خبير الذكاء الاصطناعي، ويزعم دوقلاس أن نظام Cyc يحتوي ما بين 30و 50بالمائة من المعرفة البشرية على وجه الأرض.

وقد تطور نظام Cyc منذ نشأته عام 1990م ليشمل أنظمة مساندة تساعده في اكتساب المعلومات وتغذيتها داخل النظام آلياً من دون تدخل البشر.

يذكر أن نظام قاعدة المعلومات Cyc تستخدمه وزارة الدفاع الأمريكية ومؤسسات مدنية أخرى لاستنباط المعلومات من الإنترنت وللتنبؤ بالعلاقات المختلفة بينها وللإجابة على الاستفسارات.

ثالثاً: الروبوتية (robotics): ويتناول هذا الفرع بناء رجل آلي يعمل باستقلالية تامة ويمكنه من التعلم عن طريق التفاعل مع البيئة من حوله والتصرف بذكاء البشر، ويضم هذا الفرع أيضا تفرعين هما فرع سايبرناتك (cybernetics) وفرع الحوسبة الروبوتية (computerized robotics)، فجهاز تورنق (Turing) للحوار والذي صنع في السبعينات يعتبر أول نموذج روبوتي لمحاكاة تمييز البشر، فقد استخدم الجهاز للتحاور الطبيعي بين الإنسان والآلة. وفي مطلع القرن الواحد والعشرين نجح علماء كوريون في تطوير روبوت يدعى أزيمو يتصرف كالبشر ويستطيع تمييز الوجوه وصعود الدرج وتخطي العقبات، كما أن لمحاولات علماء معهد ماسيتوشتس (MIT) لعمل روبوت بعقلية الطفل ذي السنتين يدعى كوق (Cog) ومن ثم تعليمه مثل ما يتم تعليم الطفل بطريقة بنائية، هي إحدى المحاولات للوصول لحلم الإنسان الآلي (الروبوت) المستقل في تصرفاته وتفكيره.

تصنيف : علم الأعصاب