竜太のテクニカルメモ

物理やへっぽこなゲーム作りについて易しく解説するよ

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人工意識~脳のニューロンのつながり方の抽出法~

竜太です.どーもー.

今回は人工意識に必要な脳のデータの取り出し方についてお話します.

ナメクジウオの脳のニューロンは僅か300?

実はナメクジウオは中枢神経だけでおよそ20,000個のニューロンがあるのですが, 小脳だけで約10,000個のニューロンが存在します. ところが,大脳に相当するところのニューロンは僅か300個程度しかありません. ここでナメクジウオ松果体は大脳に繋がっていますので, 大脳と松果体の情報をとれば後は小脳に接続すれば生きた状態が維持できるわけです. 300個程度なら人力でニューロンを接続できますので,ナメクジウオの人工意識を 小脳のあるナメクジウオの元の体につなげれば人工意識が元の体につながった状態になって 泳げるわけです.

ナメクジウオの人工意識は造れた

こうしてナメクジウオの人工意識は造れたわけですが, 人の場合はどうなってしまうのでしょうか? 気になりますね. しかしこれが一筋縄ではいかないのです.

人の大脳のニューロン数はおおよそ100万個

そうなのです. 人の場合,大脳のニューロン数はおおよそ100万個もあるため, 手入力でつながり方を一つずつ指定することが不可能なのです. これでは新しい技術を開発しないと,大脳のマッピングは無理そうですね. さて困りました.

大脳のニューロンの非侵襲的撮影は可能

実はデータとして入力するのは困難なのですが, 大脳のニューロン網の非侵襲的な3次元データ化は今の技術でもできます. このため,多少時間を掛ければ(3カ月程度)大脳のニューロンの3次元地図を作ることができるのです. これには大脳の情報で必要な情報はほぼすべて含まれているので,後はデータ化できれば良いことになります.

グラフで考える

さて,理想を言えばニューロンから伸びている軸索が空間的にどの位置を通ったかの情報が 必要なのですが,これは通常のスパコンではほぼ処理が不可能です. そこで泣く泣く代案を探します. それはどのようにしてつながっているか(How)で考えるのではなく誰とつながっているか(Which)で 考えるというものです. 具体的には次のようにします. 全ニューロンに番号を振ります.このとき5番目のニューロンが34番目のニューロンとつながっていたら, 5-34のようにします. 一般にニューロンのつながり方には向きがありますからこれを例えば5\to 34のように表しましょう. 次にニューロンは種類の異なる軸索があり,軸索から軸索へ延びますから,軸索の種類にも番号を振り, 7番目の軸索から5番目の軸索に繋がっていたら5_7\to 34_5のように書きましょう. これにより,少なくとものニューロンのどの軸索が相手のニューロンの指定の軸索に繋がっている ことが指定できることになるわけです.

この方法の欠点

この方法にはもちろん欠点もあります. どこにもつながっていない軸索は全く表現できないという点です. また,別の問題として軸索がどれに繋がっているかを今のところ自動的にスキャンする方法が開発されていないという点も問題です. しかし,この方法はコンピュータで自動化できるようにする方法はありそうです. それが出来ればこの方法はうまくいくかもしれないのです.

さらなる改良案

ニューロンに番号だけでなく座標を振るという案も考えられます. 例えば5番目のニューロンの座標を(361,257,46),34番目のニューロンの座標を(354,289,37)のようにして 座標の近いニューロン同士はその軸索が結びつきやすいとするのです. このとき例えば相手のいない軸索を5_6\to34_3\leftarrowなどとなっていた時に,座標が近いところだけ計算して一定の確率でつながることにすれば5_6\to 34_3というつながりが実現できるわけです. これで,相手のいない軸索とお互いにつながる仕組みが出来ました.

まだまだ未完成な人工意識

こうしてみてみると,人工意識はまだまだ未完成すぎることが分かります. ナメクジウオの成功は偉大な成果ですが,これからまだまだ先が長いことが分かります. 完成までが待ち遠しいです.

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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