sábado, 21 de diciembre de 2013

La complejidad del cerebro y su simulación. Myers, Kurzweil y otros


Ray Kurzweil es el padre de la singularidad (el punto en el que las máquinas superarán la inteligencia humana), concepto de gran popularidad. Sus aseveraciones y predicciones son arriesgadas y han producido una gran polémica en especial en relación a la complejidad del cerebro y su posible simulación (ingeniería inversa que según él llegará en 2030). Recojo aquí citas del debate de Ray Kurzweil con el biólogo PZ Myers así como otras opiniones.



Myer
Por ingeniería inversa, quiere decir (Kurzweil) que vamos a ser capaces de escribir software que simule todas las funciones del cerebro humano
Tengo una muy buena idea de la inmensidad de lo que no entendemos acerca de cómo funciona el cerebro. Y si sólo entendemos una fracción de la funcionalidad del cerebro, eso hace que la ingeniería inversa sea extremadamente difícil.
Pronto se enredan en si la, aparentemente, poca complejidad del genoma ayuda en la compresión del cerebro
Kurzweil
El genoma humano tiene tres mil millones de pares de bases o seis mil millones de bits, que supone unos 800 millones de bytes antes de la compresión. Eliminando redundancias y aplicando compresión sin pérdidas la información se puede comprimir en unos 50 millones de bytes. Alrededor de la mitad de eso es el cerebro, lo que equivale a 25 millones de bytes, o un millón de líneas de código.
Myers

No es posible derivar el cerebro de las secuencias de proteínas en que se basa; las secuencias son insuficiente también porque la naturaleza de su expresión depende del medio ambiente y la historia de cientos de millones de células, cada una conectada de manera interdependiente.
Kurzweil
He mencionado el genoma en un contexto completamente diferente. He presentado una serie de argumentos de por qué el diseño del cerebro no es tan complejo como algunos teóricos han defendido. Esto es para responder a la idea de que se requeriría miles de millones de líneas de código para crear un sistema comparable. El argumento de la cantidad de información en el genoma es un argumentos entre otros. No es una estrategia propuesta para llevar a cabo la ingeniería inversa. Es un argumento de la teoría de la información, que Myers, obviamente, no entiende.
Steven Novella (autor de Neurologica Blog):
El conocimiento del genoma empezó despacio pero se aceleró. En algunas tecnologías (para usar figuras simbólicas) cada mejora de 1% es 10 veces más difícil que la mejora incremental anterior.
Sejnowski (profesor del Laboratorio de Neurobiología Computacional)

Coincide con la evaluación de Kurzweil que alrededor de un millón de líneas de código puede ser suficiente para simular el cerebro humano.

La conclusión es que el genoma no es el método para entender el cerebro y para hacer ingeniería inversa de él.

En relación a la complejidad del cerebro y a las posibilidades de simularlo.

Myers
Si se quejan de que he dicho que será imposible construir un ordenador con todas las capacidades del cerebro humano, o que estoy abogando por el dualismo, revisenlo. El cerebro es un ordenador, y yo estoy en la parte que dice que no hay problema en principio en replicarlo artificialmente.
La ingeniería inversa del cerebro humano tiene complejidades que son enormemente subestimadas por Kurzweil, que demuestra poco conocimiento de cómo funciona el cerebro.

Mo Costandi (autor del blog  Neurophilosophy) "La ingeniería inversa del cerebro humano probablemente en 2020, dice Ray Kurzweil" Yo digo: no en un millón de años
Dharmendra Modha (IBM):
Si las tendencias actuales continúan en supercomputación, parece que las simulaciones a escala humana será posible en un futuro no muy lejano.
Nótese que Modha habla de escala humana. Es decir, los ordenadores tendrían la capacidad (en 2018), lo que no significa que sepamos como hacerlo.
Henry Markham (Proyecto Blue Brain)
No es imposible construir un cerebro humano y nosotros podemos hacerlo en 10 años (dicho en 2009)

Kurzweil
Podemos aplicar estos métodos (los del cerebro) con otros sustratos distintos de los sistemas bioquímicos que envían mensajes a velocidades que son un millón de veces más lentos que el de la electrónica contemporánea. El objetivo de la ingeniería es potenciar y concentrar los poderes de los principios de operación que son comprendidos, al igual que hemos aprovechado el poder de el principio de Bernoulli para crear todo el mundo de la aviación.
Lo que yo diría es que mis críticos subestiman el poder del crecimiento exponencial de la tecnología de la información. Este avance exponencial se aplica a todos los aspectos de la ingeniería inversa del cerebro.
Myers
El problema es que él no ha proporcionado ninguna razón para especificar una fecha, que no sea su vago mantra de "crecimiento exponencial". ¿Por qué no decir, 5 años? ¿Por qué no 50? El corazón del método de Kurzweil es tomar simplemente una fecha lo suficientemente lejana para que no podamos predecir que ocurrirá con los avances tecnológicos, y también que no sea probable que se enfrente con su incumplimiento frente a personas que le recuerden lo que dijo.
Kurzweil
La corteza, una región que sólo los mamíferos tienen y que es responsable de nuestra capacidad de pensar simbólicamente y de la jerarquía de las ideas, también tiene redundancia masiva. Dispone de un módulo básico de reconocimiento de patrones que es considerablemente más complejo que el módulo repetido en el cerebelo, pero ese módulo cortical se repite unas mil millones de veces. También hay información en las interconexiones, pero tambien hay redundancia masiva en el patrón de conexión. 
Myers
Si desea recrear un cerebro humano genérico, no funcionará si usted hace todas las neuronas piramidales exactamente idénticas, tiene que haber diferencias espaciales y diferencias en la conectividad. No será capaz de llevar a cabo algo más concreto, como emular el cerebro de Ray Kurzweil, si usted decide simplificar y hacer su cortex una matriz uniforme de módulos idénticos.

Novella
No tenemos ni idea, por ejemplo, de cómo un patrón de conexiones neuronales equivale a una palabra específica, y se conecta con nuestro conocimiento de cómo decir la palabra, cómo se deletrea, lo que significa esa palabra en toda la complejidad, los recuerdos que la palabra utiliza, y su relación con otras palabras y partes de palabras. Pero lo más importante, realmente no sabemos todavía lo complejo es este problema, y así predecir cuánto tiempo se tardará en resolver el problema me parece una locura total.
Myers
1) Su argumento a favor de la simplicidad es profundamente erróneo e irrelevante, 2) no ha hecho ninguna alegación cuantificable de lo mucho que sabemos sobre el cerebro en este momento y yo sostengo que sólo hemos arañado la superficie en las últimas décadas de investigación, 3) "exponencial" no es una palabra mágica que resuelve todos los problemas (si pongo hoy un centavo en el banco no quiere decir que tendré un millón de dólares en el fondo de pensiones en 20 años), y 4) Kurzweil no ha proporcionado ninguna explicación de cómo va a ser la "ingeniería inversa" del cerebro humano.

Ray Kurzweil does not understand the brain
Ray Kurzweil Responds to “Ray Kurzweil does not understand the brain”
Kurzweil still doesn't understand the brain
Kurzweil vs Myer on Brain Complexity
Reverse-Engineering of Human Brain Likely by 2020

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