V posledních letech roste výzkumné úsilí o pochopení a napodobení úžasných schopností lidského mozku. Jak blízko jsme vlastně k dosažení tohoto úspěchu, přestože vědci a inženýři nepřetržitě pracují na vytvoření počítačů, které by dokázaly napodobit složité operace lidského mozku? V tomto článku se budeme zabývat velikostí, životaschopností a výpočetními nároky na simulaci lidského mozku, protože zkoumáme současný stav modelování mozku.
Velikost počítače potřebného k simulaci lidského mozku je jednou z důležitých otázek, které vyvstávají při úvahách o simulaci mozku. Lidský mozek je ohromně složitý systém s miliardami neuronů a biliony synapsí. Počítač by musel mít absurdně vysoký počet výpočetních jednotek, aby mohl napodobit tak obrovskou síť. Největší dnes dostupné simulace mozku, které využívají superpočítače o velikosti celé místnosti, mohou simulovat pouze malou část lidského mozku. K úplné rekonstrukci lidského mozku bychom potřebovali počítač nepředstavitelných rozměrů, daleko přesahující současné technologické možnosti.
I když by bylo technicky možné zkopírovat strukturu lidského mozku, bylo by to mnohem obtížnější. Mozek je dynamický, přizpůsobivý systém, který se učí a mění v čase, nikoliv pouhý soubor neuronů a synapsí. Stále není jasné, jak mozek funguje, aby přijímal informace, rozhodoval se a projevoval vědomí. Je pochybné, zda bychom dokázali přesně napodobit složité funkce a fyzickou strukturu mozku, i kdybychom dokázali rekonstruovat jeho fyzickou strukturu.
Samotný výpočetní výkon potřebný k simulaci lidského mozku představuje další podstatnou překážku. Mozek provádí triliony výpočtů současně nesmírně rychlým tempem. Pokud jde o rychlost a efektivitu zpracování, jsou dnešní výpočetní technologie daleko pozadu. Simulace mozku v reálném čase by vyžadovala výpočetní výkon řádově vyšší, než je nyní dostupný. Takový systém by také spotřebovával obrovské množství energie, což by vytvářelo další problémy z hlediska udržitelnosti a použitelnosti.
Ačkoli simulace mozku značně pokročila, stále existují značné limity, které nám brání přesně simulovat skutečný mozek. Řada záhad mozku zůstává nezodpovězena a naše znalosti neurověd a kognitivních procesů jsou stále nedokonalé. Je nesmírně náročné vyvinout stroj, který by dokázal tyto nepolapitelné jevy napodobit, protože schopnost mozku vytvářet vědomí, subjektivní prožitky a emoce je stále málo pochopená.
Přestože počítače urazily dlouhou cestu při kopírování některých funkcí lidského mozku, k úplné nápodobě máme ještě daleko. Kvůli velikosti a složitosti lidského mozku i omezením dostupných počítačových technologií existuje několik obtíží. Potřeba pochopit a napodobit lidský mozek však stále podněcuje vědecký výzkum a inovace a posouvá hranice myslitelného. S rostoucími znalostmi a technologiemi se možná nakonec přiblížíme k pochopení složitosti mozku a sestrojení počítačů podobných člověku.
Počet neuronů, které může počítač simulovat, závisí na řadě proměnných, včetně výpočetního výkonu a dostupných zdrojů. Simulace neuronových sítí ve velkém měřítku udělala v posledních letech obrovský pokrok. Například v roce 2019 skupina vědců z Oak Ridge National Laboratory ve Spojených státech použila superpočítač Summit, který má více než 27 000 grafických procesorů, k simulaci neuronové sítě s téměř 1,8 miliardy neuronů.
Je zásadní si uvědomit, že stále představuje výpočetní problém simulovat miliardy nebo biliony neuronů, což se podobá složitosti lidského mozku. V lidském mozku je 86 miliard neuronů, z nichž každý je propojen s tisíci dalšími, a tvoří tak obrovskou síť vzájemně propojených buněk. Ačkoli simulace neuronových sítí na počítačích urazila dlouhou cestu, ke složitosti a funkčnosti lidského mozku je ještě daleko.
Na rozdíl od počítačů, které mají stanovené množství paměti RAM, lidé ji nemají. Počítačový hardware zvaný RAM (Random Access Memory) slouží k dočasnému ukládání dat pro snadný přístup. Lidský mozek naproti tomu využívá důmyslnou síť neuronů a synapsí k ukládání a zpracování informací zcela jiným způsobem. Nelze jej přesně změřit z hlediska kapacity paměti RAM.
Ano, mozek lze uměle uchovat pomocí metody známé jako emulace mozku nebo konzervace mozku. Je důležité si uvědomit, že to není totéž jako vyvinout mozek, který funguje přesně jako lidská bytost. Za účelem zachování anatomické integrity mozku a jeho neuronálních spojení se vyvíjejí techniky umělého uchování mozku. Tyto přístupy mohou jednoho dne umožnit skenování a mapování nervové činnosti mozku. Zachování lidského mozku ve zcela funkční podobě se zatím nepodařilo, přestože se tyto postupy osvědčily při zachování mozků menších organismů, jako jsou myši. Výzkum a vývoj v oblasti uchovávání mozku stále probíhá.