La nuova teoria dell’intelligenza potrebbe interrompere l’intelligenza artificiale e la neuroscienza

“The Thousand Brains Theory of Intelligence” di Numenta

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I recenti progressi nell’intelligenza artificiale, in particolare nell’apprendimento profondo, hanno preso in prestito concetti dal cervello umano. L’architettura dei modelli di apprendimento più profondi si basa su strati di elaborazione, una rete neurale artificiale ispirata ai neuroni del cervello biologico. Eppure i neuroscienziati non sono d’accordo su cosa sia esattamente l’intelligenza e come si forma nel cervello umano – è un fenomeno che rimane inspiegato. Il tecnologo, scienziato e co-fondatore di Numenta, Jeff Hawkins, ha presentato una struttura innovativa per comprendere come opera la neocorteccia umana, chiamata “La teoria dei mille cervelli dell’intelligence”, in occasione del Vertice del Progetto Human Brain a Maastricht, Paesi Bassi, in ottobre 2018.

La neocorteccia è la parte del cervello umano che è coinvolta in funzioni di ordine superiore come pensiero cosciente, ragionamento spaziale, linguaggio, generazione di comandi motori e percezione sensoriale. I ricercatori di Numenta affermano che ogni parte della neocorteccia umana impara modelli completi di oggetti e concetti. Il team ipotizza che i neuroni simili alle cellule della griglia esistano in ogni colonna della neocorteccia umana. Il team di ricerca propone anche un nuovo tipo di neurone chiamato cellula di spostamento, che funge da complemento alle cellule della griglia e si trova anche in tutta la neocorteccia. Le celle a griglia sono neuroni modulati nel luogo che consentono una comprensione della posizione. I ricercatori ritengono che ogni colonna corticale impari modelli di oggetti completi combinando l’input con una posizione derivata da una griglia, quindi integrando i movimenti.

Per illustrare questo concetto, i ricercatori usano una tazza di caffè come esempio. Quando vediamo e tocchiamo una tazza di caffè, molte colonne nelle gerarchie visive e somatosensoriali osservano contemporaneamente diverse parti della tazza. Ogni colonna in ogni regione apprende modelli completi della tazza basati sull’input sensoriale (in questo esempio, visione e tocco), con una posizione centrata sull’oggetto di quell’input e quindi integrandosi sui movimenti del sensore. I modelli della tazza non sono identici perché ogni modello della coppa è appreso da un diverso sottoinsieme di matrici sensoriali. A differenza della visione comunemente condivisa, in cui l’input sensoriale viene elaborato in una gerarchia di regioni corticali, questa teoria afferma che le connessioni non sono di natura gerarchica. Invece, le connessioni non gerarchiche possono connettersi tra emisferi cerebrali, e attraverso modalità e livelli gerarchici. A causa delle connessioni non gerarchiche, può verificarsi inferenza con il movimento dei sensori.

Secondo i ricercatori, la neocorteccia ha centinaia, se non migliaia, di modelli di ogni oggetto nel mondo, e l’integrazione delle caratteristiche osservate si verifica in ogni colonna, a tutti i livelli della gerarchia, non solo nella parte superiore della gerarchia – da qui il nome “The Thousand Brains Theory of Intelligence”. La struttura ridefinisce il funzionamento della neocorteccia umana. Secondo i ricercatori, la neocorteccia contiene migliaia di modelli funzionanti non solo nella gerarchia, ma anche in parallelo. È una teoria innovativa che sfida le opinioni convenzionali e potrebbe avere un impatto sia sull’intelligenza artificiale che sulla neuroscienza in futuro.

Riferimenti

Hawkins, Jeff; Lewis, Marcus; Klukas, Mirko; Purdy, Scott; Ahmad, Subutai. “Un quadro per l’intelligenza e la funzione corticale basato su celle a griglia nella neocorteccia.” BioRxiv 442418; doi: https://doi.org/10.1101/442418. 13 ottobre 2018.

Lodato, Simona; Arlotta, Paola. “Generazione della diversità neuronale nella corteccia cerebrale dei mammiferi.” Revisione annuale della cellula e della biologia dello sviluppo . Vol. 31: 699-720 (pubblicazione del volume a novembre 2015). https://doi.org/10.1146/annurev-cellbio-100814-125353

Moser, Edvard; Moser, May-Britt. “Grid Cells.” Scholarpedia , 2 (7): 3394. doi: 10.4249 / scholarpedia.3394 2007.

Abbott, Alison; Callaway, Ewen. “Premio Nobel per decodificare il senso del luogo del cervello.” Natura . 06 ottobre 2014.

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