Ce culoare are inteligenta? Nu, nu este înca o întrebare de sâcâit parintii. Cel putin asa sugereaza numele supercalculatoarelor lansate de IBM în ultimul deceniu. O data cu aparitia sistemelor Blue Gene (Gena Albastra)  inteligenta artificiala pare sa fi capatat o tenta serioasa de albastru. Blue Gene nu este însa primul calculator “albastru”.

În 1997, pentru prima data un calculator, Deep Blue (Albastru Intens), a câstigat în conditii de concurs în fata campionului mondial la sah Garry Kasparov. Super computerul IBM si-a capatat numele de la un alt faimos calculator, Deep Thought, protagonist al seriei stiintifico-fantastice “The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy”. Chiar daca nu a gasit raspunsul absolut despre viata si Univers, asa cum ar fi trebuit sa faca predecesorul sau fictional, Deep Blue a depasit un obstacol urias în încercarea de a demonstra ca inteligenta artificiala poate exista.

Sahul, sportul mintii, este considerat înca din antichitate un simbol al inteligentei si logicii.  Daca o masina este capabila sa câstige în fata unui adversar uman, nu demonstreaza oare ca este cel putin la acelasi nivel intelectual cu oponentul?  Raspunsul, nu atât din orgoliu pentru rasa umana, cât din argumente logice este nu. Creierul uman este mult mai complex, proceseaza miliarde de informatii într-o fractiune de secunda si este capabil de mult mai multe lucruri decât calculatoarele din zilele noastre. Va putea vreodata un calculator sa picteze o Mona Lisa sau sa înteleaga o poveste? Inteligenta este un termen mult mai complex si nu poate fi validata printr-un simplu test: joc de sah, coeficient de inteligenta, sau chiar faimosul test Turing, inventat special pentru a determina daca o masina este inteligenta sau nu.  

Fara a lua în considerare complexitatea mintii, procedeul oarecum trivial folosit de Deep Blue se bazeaza pe simple calcule. Calculatorul, capabil sa evalueze peste 100.000.000 de pozitii pe secunda, nu facea altceva decât sa calculeze unde o sa duca fiecare mutare si, în acest fel, îsi asigura în permanenta avantajul pe tabla de sah. Tactica poate fi comparata în linii foarte largi cu scrierea unui catalog care sa contina toate posibilele mutari. Jucatorul nu trebuie decât sa caute mutarea care îl va duce cel mai repede la o situatie din care sa câstige. Banal nu?

Activitatea creierului uman se bazeaza totusi pe lucruri foarte simple si se rezuma la impulsuri electrice transmise de la un neuron la altul. Un calculator cu o capacitate suficient de mare ar putea sa simuleze activitatea unui creier. 

IBM nu promite masini care sa gândeasca asemenea oamenilor, dar proiectul Blue Brain (Creierul Albastru), care va fi lansat pe 1 iulie, este prima încercare de amploare de a simula, cu ajutorul calculatorului, procesele congnitive ale creierului începând de la nivelul molecular. Cercetarea se va desfasura în colaborare cu Institutul Mind Brain din cadrul scolii Politehnice Federale din Lausanne (École Polytechnique Fédérale de Lausanne - EPFL) care strânge informatii în acest domeniu de mai bine de un deceniu.

Proiectul cauta sa raspunda la întrebari esentiale despre modul în care lucreaza creierul uman. Profesorul în neurologie Henry Markram, coordonator al proiectului din partea EPFL, afirma ca va fi pentru prima data când vom putea observa în timp real „codurile electrice” pe care creierul nostru le foloseste pentru a reprezenta informatia.

Aplicatiile sunt nenumarate, de la studiul afectiunilor psihiatrice, care ar putea fi cauzate de erori în functionarea „microcircuitelor” creierului, pâna la întrebari de ansamblu despre cum functioneaza memoria. Este posibil ca autismul, schizofrenia, depresia sa fie cauzate de astfel de „greseli” ale creierului.

 Markram da ca exemplu studierea sindromul Parkinson. Exista un grup de celule din interiorul creierului care se ocupa cu producerea de dopamina. O data cu moartea acestor celule productia de dopamina scade si apare sindromul Parkinson. Prin simularea procesului de deteriorare a acestor celulele Blue Brain poate fi un ajutor inestimabil pentru cercetatorii în industria farmaceutica.

Întelegerea proceselor cognitive s-a lovit de cele mai multe ori de lipsa materialului de studiu. Analizarea creierului în conditii de laborator poate fi un proces extrem de complicat si costisitor, iar majoritatea studiilor se desfasoara pe creiere de soareci. Cu ajutorul lui Blue Brain, Markram spera sa reduca timpul de lucru la zile, eventual minute. 

IBM pune la dispozitie tehnologia supercalculatorului Blue Gene cu o capacitate de 22,8 teraflops, altfel spus, cu capacitatea de a efectuea 22,8 trilioane de operatii pe secunda. Blue Brain este în topul primelor 15 supercomputere la nivel mondial, pe locul I aflându-se tot un reprezentat al tehnologiei Blue Gene de la Lawrence Livermore National Laboratory, care va fi finalizat anul acesta, ce va avea o capacitate de 367 teraflops. Capacitatea actuala a calculatorului nu este suficienta pentru a simula reteaua de neuroni dintr-un creier uman.

Proiectul este unul de lunga durata. În primii doi ani va fi construit un model al neocortexului, cea mai mare si mai complexa parte a creierului, urmând ca în continuare, o data cu dezvoltarea tehnologica, precum si cu acumularea de noi date, sa se simuleze circuitul neural al unui întreg creier uman.

De mai bine de un deceniu, Markram si colegii sai au construit o baza de date cu arhitectura neurala a neocortexului. Prin studierea comportamentului electric al mai multor neuroni, echipa elvetiana a construit un set de reguli care sa prezica interactiunile neuronilor artificiali.

În faza initiala, Blue Brain va modela structura electrica a coloanelor neocorticale  folosind baza de date de la EFPL. Coloanele corticale nu sunt altceva decât nodurile retelei neurale din creierul nostru. Existenta coloanelor neocorticale marcheaza saltul evolutionar de la reptile la mamifere. Cu o dimensiune de 0,5 mm pe 2 mm, aceste unitati contin între 10 si 70.000 de neuroni, în functie de specia de mamifer. Blue Brain are aproximativ 8.000 de procesoare si daca fiecare procesor va simula unul, doi neuroni, calculatorul va avea o capacitate de aproximativ 10.000 de neuroni care pot sa interactioneze. Modelul ar fi de 1.000 de ori mai mare decât orice realizare curenta.

O data ce prima faza este finalizata, comportamentul unitar al coloanelor neocortexului va fi modelat si studiat înainte de a trece la urmatoarea etapa. În continuare vor fi construite doua noi modele: unul molecular al neuronilor implicati, iar celalalt va clona, de mii de ori,  comportamentul coloanelor studiate în prima etapa, pentru a produce un neocortex complet si, eventual, restul creierului. O alta problema interesanta este faptul ca circuitele simulate nu sunt fixe, dimpotriva, reactia unui lant de neuroni duce la modificarea structurii proprii a fiecarui neuron implicat.

Rezultatul final al proiectului, obtinut dupa cel putin 10 ani, va putea fi studiat pentru a analiza comportamentul diferitelor parti ale creierului. De exemplu, prin simularea cortexului vizual reactiile lui Blue Brain pot fi înregistrate si analizate imediat. Daca acest creier virtual va reusi sa raspunda la întrebarile cercetatorilor, ramâne de vazut. Presupunând ca simularea circuitelor electrice va fi un succes, oare acest lucru va raspunde si la întrebarea mult mai complicata: de unde provine constiinta? Si daca da, ce culoare va avea?