Ученые обнаружили сходство между мозгом младенца и искусственным интеллектом

Недавние исследования показывают, что младенцы используют свою раннюю беспомощность для разработки когнитивных моделей, похожих на предварительное обучение искусственного интеллекта, опровергая старые теории о незрелости мозга младенцев и потенциально вдохновляя на прогресс в технологиях ИИ.

Современные данные о мозге не подтверждают классическое объяснение беспомощности младенцев. Новое исследование показывает, что их мозг не так уж и незрел, как считалось ранее. Напротив, они используют период постнатальной «беспомощности» для разработки основополагающих моделей, аналогичных тем, которые лежат в основе генеративного ИИ.

По сравнению со многими животными, люди остаются беспомощными в течение длительного времени после рождения. Многие животные, такие как лошади и цыплята, могут ходить в день своего рождения. Такой длительный период беспомощности подвергает человеческих младенцев риску.

С 1960-х годов ученые считали, что беспомощность человеческих младенцев обусловлена ограничениями, связанными с рождением. Исследователи хотели выяснить, почему дети так долго остаются беспомощными, рассказал профессор Родри Кьюсак, профессор когнитивной нейронауки и ведущий автор статьи.

В исследовательскую группу вошли профессор Родри Кьюсак, который измеряет развитие мозга и сознания младенцев с помощью нейровизуализации, профессор Кристин Шарве из Обернского университета (США), которая сравнивает развитие мозга у разных видов животных, и доктор Марк’Аурелио Ранзато, старший исследователь ИИ в DeepMind.

«Наше исследование сравнило развитие мозга у разных видов животных. Оно опиралось на давний проект „Перевод времени“, в рамках которого приравниваются соответствующие возрасты у разных видов животных, чтобы установить, что человеческий мозг более зрелый, чем у многих других видов при рождении», — говорит профессор Шарве.

Исследователи использовали визуализацию мозга и обнаружили, что многие системы в мозге младенца уже функционируют и обрабатывают большие потоки информации, поступающие от органов чувств. Это противоречит мнению о том, что многие системы мозга младенца слишком незрелы, чтобы функционировать.

Затем команда сравнила обучение людей с новейшими моделями машинного обучения, в которых глубокие нейронные сети получают преимущество от «беспомощного» периода предварительного обучения. В прошлом модели ИИ обучались непосредственно на задачах, для которых они были необходимы, например, самодвижущийся автомобиль обучался распознавать то, что он видит на дороге.

Теперь модели изначально обучаются видеть закономерности в огромных объемах данных, не выполняя никаких важных задач. Полученная базовая модель впоследствии используется для обучения конкретным задачам. Оказалось, что в конечном итоге это приводит к более быстрому обучению новым задачам и повышению производительности.

Исследователи предполагают, что человеческие младенцы аналогичным образом используют период «беспомощности» в младенчестве для предварительной тренировки, обучаясь мощным базовым моделям, которые впоследствии будут лежать в основе познания в дальнейшей жизни, обеспечивая высокую производительность и быстрое обобщение.

Это очень похоже на мощные модели машинного обучения, которые привели к большим прорывам в генеративном ИИ в последние годы, таким как ChatGPT от OpenAI или Gemini от Google. Исследователи говорят, что будущие исследования того, как учатся младенцы, вполне могут вдохновить следующее поколение моделей ИИ.

«Несмотря на большие прорывы в области ИИ, базовые модели потребляют огромное количество энергии и требуют гораздо больше данных, чем младенцы. Понимание того, как учатся младенцы, может вдохновить следующее поколение моделей ИИ. Следующим шагом в исследовании будет прямое сравнение обучения в мозге и ИИ», — заключил Кьюсак.

Ранее ученые обнаружили, что мыши демонстрируют стратегическое поведение при решении учебных задач, совершая исследовательские действия, которые поначалу кажутся ошибками. Это открытие не только проливает свет на то, как мыслят мыши, но и проводит параллели с невербальным обучением человека, открывая путь для дальнейших исследований нейронной основы стратегического мышления.