大腦與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誰更高效？諾獎得主分享

2024年，諾貝爾物理學(xué)獎授予利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推動機(jī)器學(xué)習(xí)的研究，諾貝爾化學(xué)獎則部分授予AI科學(xué)家，表彰AI模型在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方面的成就。AI在諾貝爾獎?wù)紦?jù)相當(dāng)比重，11月16日，在2024中國醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展大會與上海國際生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)周上，2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者愛德華·莫澤（Edvard Moser）分享近期研究進(jìn)展，也談到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的相似性與差異。

愛德華·莫澤 視覺中國 資料圖

愛德華·莫澤介紹，人類大腦由800億-900億個神經(jīng)元組成，每個神經(jīng)元可以建立近1萬個連接，神經(jīng)元之間相連、互動，形成了非常復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。大腦將信息存儲在這些神經(jīng)元中，神經(jīng)元之間的互動覆蓋大腦，是非常大的化學(xué)和電流的活動，決定了思考、想象、計劃、決策、做夢、感知等智力活動。 

2014年，愛德華·莫澤通過對于大腦空間導(dǎo)航功能的研究，在人類大腦的海馬區(qū)和內(nèi)嗅皮層區(qū)域發(fā)現(xiàn)了組成大腦中定位系統(tǒng)的細(xì)胞，獲得當(dāng)年度的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。十年后，愛德華·莫澤表示，我們不僅要了解大腦單個細(xì)胞是怎樣運作的，更要了解大腦中大面積的神經(jīng)系統(tǒng)是如何進(jìn)行計算的，要從單個細(xì)胞的研究發(fā)展到幾千個細(xì)胞整體的研究。

他在報告中指出，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型架起了AI和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究之間的橋梁，帶來很大的研究進(jìn)展。人工智能和大腦都是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有幾百萬個、幾億個神經(jīng)元，可以高效記錄活動信息、生物信息等等。如果大腦與計算機(jī)算法相似，那么應(yīng)該能夠進(jìn)行“對話”，這也為腦機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展提供了可能，比如神經(jīng)義肢、人工耳蝸、人工視覺等。

愛德華·莫澤同時強(qiáng)調(diào)，大腦比人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更好、更加高效，演化出能效極高的計算算法，僅需耗能15瓦-20瓦，而超級計算機(jī)需要耗費數(shù)兆瓦。他在發(fā)言中表示，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間在信息提取、學(xué)習(xí)、記憶、檢索等方面運用了很多相似原理，但是也有很多不同點。而這些差異可能為開發(fā)更完善、更高效的人工智能系統(tǒng)，提供更多的啟發(fā)。