Mitä ja miten voimme mitään tietää?

[Martti Syväniemi]

Eikös siltä itseltään voi jo kysyä asiaa?

Voi tietenkin.

Mäkin voin koodata sellaisen ohjelman, joka kertoo olevansa tietoinen itsestään.

Onko koodaamiasi ohjelmia tekoälyssä? Ja jos on, niin oletko koodannanut sellaisen vastauksen?
Vaikka kysymykseni näyttää humoristiselta, niin hetken voisi miettiä myös tämän mahdollisuuden ulottuvuuksia.

Olen toki miettinyt tätä ja mitä se voisi kertoa jos tekoäly ilman tahallista opetusta tai sääntöä alkaisi kertoilla omasta tietoisuudestaan.

Mutta se ei poista koko asian ongelmaa: Emme voi todistaa tieteellisesti että kukaan ihminenkään on tietoinen itsestään.

Ja vastakysymys on: Onko tieteellistä todistusta olemassakaan.
Fakta on asia, joka ei voisi olla toisin. Täten faktoja ovat varmat havainnot ja kumotut hypoteesit. Hypoteeseja ei voi todistaa oikeiksi. Jos hypoteesia ei saada kumottua, alamme pitää sitä totuutena. Mutta se on silti todistamaton asia.

Tämä oikeaksi todistamisen illuusio dominoi jopa joskus keskusteluja. Jotenkin varkain.
Periaatteessa mistä tahansa käsillä olevasta asiasta kun voidaan pitkään tenttaamalla kaivaa esiin asia, jota ei voida täydellisesti todistaa. Koska lopulta mitään ei voida todistaa absoluuttisen täydellisesti.

Ajattelu kun on jonkun sortin virheellisen informaation käsittelyä. Kai?

Aivot muodostaa tilannekuvan ympäristöstä aistien avulla. Se on kolmiulotteinen sisältäen hahmon tunnistuksen. Tilannekuva on dynaaminen, kuten elokuva, mutta optimoitu kohdistuen muuttoksiin. Aivorakenne on yhdestä moneen koostuva hermoverkko, jossa info etenee useilla taajuuksilla. Aivot pystyvät tekemään tilannekuvasta ennusteita. Tämä ominaisuus lienee ratkaiseva vaatimus tietoisuuden ilmaantumiselle. Ennuste ei synny reaktiivisista prosesseista, siinä pitää luoda jotain ulkomaailmassa sillä hetkellä vielä olematonta. Eli ennustaa ja ennakoida.

Olen ajatuksistasi hyvin pitkälle samaa mieltä, mutta en saa vielä kiinni kuvaamastasi toimintamekanismista: "Aivorakenne on yhdestä moneen koostuva hermoverkko, jossa info etenee useilla taajuuksilla. " Voisitko kuvata sitä vähän tarkemmin?

Itse ajattelen, että aivokuoren pylväistä (mielen mikroliireistä) muodostuu aivokuoreen hierarkkinen rakenne, jossa aistimuksista peräisin oleva informaatio virtaa jalostuen ylöspäin ja tilanne riippuvat toiminnanohjaukset virtaavat tarkentuen alaspäim. Kukin pylväs vastaa toiminnallisesti syvää hermoverkkoa, jota on täydennetty talamokortikaalisilla silmukoilla, mitkä lisäävät pylväille kyvyn tuottaa toimintasekvenssejä eli tekevät pylväistä eräänlaisia tilakoneita.

Ajattelen niin, ettei aivot tallenna muistoja "elokuviana" vaan kykyinä tuottaa vastaavanlaisia tapahtumasekvenssejä uudelleen mielikuvituksessa ja vastaavanlaisissa tilanteissa. Tämä kyky tuottaa sekvenssejä (ajattelua ja käyttäytymistä) perustuu siihen, että pylväiden syvät neuroverkot toimivat tilansiirtofunktioina eli tuottavat informaationaapureiltaan saamastaan tiedosta ja talamokortikaalisten silmukoiden kautta saamastaan nykytilasta tilakoneen seuraavan tilan. Aivot toimivat siten laajana hierarkkisena tilakoneuden hierarkkiana. Myös kuoren alaiset rakenteet voidaan mallintaa tilakoneina.

Muuttuva hahmotettu tilannekuva ja sen ennuste ovat molemmat malleja ympäristöstä. Eivät tarkka kopio. Elimistö optimoi aivojenkin toimia säästääkseen energiaa ja jättää vähemmälle huomiolle liikkumattomat ja vähän liikkuvat/muuttuvat osat tai osat, joissa ei ole mielenkiintoista hahmoa. Hahmo on esim tunnistettu geometrinen muoto kuten ympyrä tai kasvot jne.
Ajattelu on esimerkiksi näiden skenaarioiden luomista. Se on syntynyt evoluutiossa menestymistä edistävänä tekijänä.
Yllä oleva on oma näkemykseni, joka on sytynyt eksperttien kirjoja lukemalla.

Nämä kaikki toiminnot voidaan kuvata tilakonemallin avulla. Ajattelu- ja käyttäytymistottumukset tallentuvat neuroverkon synapseihin ja kulloistakin toimintatilaa edustaa neuronien aktivaatiotilat.

Aivojen fylogeneetisesti vanhemmat rakenteet "liskoaivot" tuottavat jo "tässä ja nyt" tietoisuuden eli mielikuvien ja tuntemusten virran, johon alkeellisemmat eläimet reagoivat vain geneettisesti määräytyneiden viettien ja vaistojen ohjaamana. Pidemmälle kehittyneiden eläinten aivokuorelle on kehittynyt täydennykseksi meemikone, joka tuottaa kognitiivisen tason tietoista ajattelua ja käyttäytymistä (mielikuva-ajattelua, puhekieltä, kirjoitettua kieltä, sympoolista ajattelua) ja koko kulttuurisen satuilun: uskonnot, filosofiat, tieteet ja taiteet.

Myös minun tässä kuvaamat ajatukset perustuvat vain eksperttien kirjoittamasta materiaalista omaksumieni vaikutteiden synteesiin. Toisinsanoen en voi vedota suoraan mihinkään valmiiseen teoriaan. Käytännössä tilanne on myös niin, ettei kukaan vielä tiedä miten aivot ihan oikeasti toimivat.

Jos tarkastellaan tekoälyn toimintatapaa ja arvataan aivojen logiikan rakenne sitä mukaellen, niin hermoverkko voidaan kuvata vaikkapa kuution muotoon. Siinä on pinnalla n*n hermosolua. n>1000. Kuhunkin tulee aisteista tieto ulkomaailmasta. Yksinkertaisimmillaan yhden pikselin arvo, musta tai valkoinen.
Kuution korkeus olkoon m tasoa. Kustakin hermosolusta lähteen yksisuuntainen linkki tuhanteen muuhun hermosoluun mille tahansa korkeustasolle.
Kuution alatasolla on hermosolut, jotka kukin edustavat älyn tuottamaa johtopäätöstä.

Tieto kulkee verkossa sanotaan taajuudella 10Hz Tilannekuvan analysoinnissa ja 100Hz ennustamisessa.
Tietenkään aivot eivät toimi juuri näin, mutta jonkinlaisen kuvan logiikasta tällä saa.
Hahmon tunnistus vaatii verkolta takaisinkytkentää. Systeemiteoriasta tiedämme. että verkko on kaoottinen, jos kytkentöjä on keskimäärin yli 2.
Tilakone ei nähdäkseni riitä selittämään hahmon tunnistusta, kuvaukseen kelvannee. Itse tiedän jotain tilakoneiden teoriasta, vaikken olekaan väitellyt aiheesta.

Tarkoitat tässä tekoälyllä ilmeisesti nykyisen kaltaisia keinotekoisia hermoverkkoja ja sitä miten keinotekoiset hermosolut ovat mallisasi kytkeytyneen yhteen. Kuvaus on mielestäni hyvin kaukana todellisten aivojen toiminnallisista rakenteista. Et myöskään kertonut vielä mitään millä toimintamekanismilla ajattelu tuossa hypoteettisessä kuutiossa tapahtuisi. Kuvasit vain minkälaisia diverkoituvia yhteyksiä mallissasi on ja toteat informaation etenevän niissä useilla eri nopeuksilla. Miten tämä tuottaa ajattelua ja käyttäytymistä eli tuottaa tapahtumasekvenssejä?

En vielä osaa yhdistää tätä mallia todellisten aivojen toiminnallisiin rakenteisiin. Se vaikuttaa minusta vieläkin abstraktimmalta kuin jo vanhentuneeksi todettu tietokonemetafora, jota mukaillen kognitiivinen psykologia yrittää edelleen paremman puutteessa aivojen toimintaa kuvata, vaikka mitään tietokoneita muistuttavia toiminnallisia rakenteita ei aivoista ole löytynyt.

Vaikka yleisellä tasolla ajattelumme on minusta hyvin samansuuntaista, näyttää niiden toiminnallinen kuvaus toistaiseksi sanotun perusteella vievän eri suuntiin. Oma pyrkimykseni on yrittää löytää selityksiä todellisten aivojen rakenteiden informaation prosessoinnille.

Tiedetään, että aivokuoren kaikki alueet ovat jakautuneet pylväiksi kutsuttuihin kuoren kaikki kerrokset pystysuoraan sisältäviin keskenään tiukasti kytkeytyneisiin neuronitihentymiin. Aivokuoren toiminnalliset alueet ovat kytkeytyneen konnektomin (näiden pylväiden välisten kytkentöjen) avulla hierarkkisesti niin, että kukin pylväs liittyy informastionaapureihinsa (joukkoon alemman, saman ja ylemmän tason pylväitä).

Tämä malli on osittain yhtenevä kuvaamaasi mallin kanssa. Molemmat mallit ovat hierarkkisia. Sinun mallin perusyksiköt ovat soluja ja minun mallissa ne ovat pylväitä. Sinun mallissa yhteydet lienevät "globaaleja" minun mallissa ne rajoittuvat saman ja viereisten tasojen pylväisiin.

Tiedetään, että pylväät ovat "pulssittavia analogiakoneita" ja tällaisiakin viritelmiä on tiettävästi testailtu. Tiedetään, että informaatio tallentuu aivokuoren pylväiden synapseihin Donald Hebbin esittämällä periaatteella (pitkäaikainen muisti). Tiedetään, että pylvään toiminnallinen dynaaminen tila on tallentunut pylvään neuronien aktivaatiotiloihin (lyhytaikainen muisti). Kaikki kognitiivisen psykologian lukuisat muistityypit on selitettävissä näiden avulla.

Tiedetään, että aivokuoren toiminnalliset alueet ovat organisoituneet hierarkkisesti niin, että alimpana on primäärit sensoriset ja motooriset alueet ja ylimpänä on hippokampus ("mielen navigaattori"). Tietoisen mielen toimintaa tuottavat meemit (ajattelu ja käyttäytymistottumukset) ovat tallentuneet pylväiden muodostamiin skeemaverkostoihin, jotka haarautuvat puun juuriston tavoin hippokampuksesta alaspäin aivokuoren primääritasoille.

Kaikkea aisti-informaatiota käsitellään massiivisesti rinnakkain. Primääritason detektorit muodostavat siitä suuren joukon primitiivihahmoja, joista kootaan ylemmillä tasoilla vaiheittain laajempia hahmoja kunnes ne nousevat assosiaatiotasoilla mielikuvien virtana kokemaksemme tietoisuudeksi.

Tässä mallissa informaatio nousee siis konvergoituen ylöspäin ja vastaavasti ylhäältä alaspäin leviää toiminnanohjauksia divergoituen (vahvistaen ja/tai vaimentaen ylöspäin nousevaa aisti-informaatiota sekä tuottaen käyttäytymistä).

Pylväiden kyky tuottaa toimintasekvenssejä voidaan kuvata eräänlaisena tilakoneena. Sen tilansiirtofunktioina toimii pylvään neuroneista muodostunut syvä neuroverkko, joka saa takaisinkytkentänä nykytilan talamokortikaalisten silmukoiden kautta. Tämän ja informaationaspureilta saamansa tiedon mukaan se askeltaa seuraavaan tilaan. Hebbin periaatteen seurausten mukaan usein toistuvat tapahtumasekvensit vahvistuvat ja muut haarat heikkenevät. Oppiminen tapahtuu siten normaalin toiminnan ohessa; siihen ei tarvita erillisiä opetusvaiheita. Uusien asioiden oppiminen ei myöskään jyrää alleen aiemmin opittuja asioita vaan tarvittaessa poikkeaville tapahtumaketjuille luodaan uusi haara.

Muistiin ei talleteta tapahtumaketjuja sellaisenaan "elokuvina" vaan sinne talletetaan kykyjä luoda uudelleen samankaltaisia ketjuja samankaltaisissa tilanteissa ja niiden muistelussa.

Kuvailin tässä pelkistäen oman mallini toimintaa. Kuulisin mielelläni kritiikkiäsi siitä sekä myös tarkemman kuvauksen omasta mallistasi, jota en vielä selostuksesi perusteella ymmärtänyt.

Yritin vastata kysymykseesi mahdollisimman yksinkertaisesti:
"Aivorakenne on yhdestä moneen koostuva hermoverkko, jossa info etenee useilla taajuuksilla. " Voisitko kuvata sitä vähän tarkemmin?

Aivojen toimintaa kannattaa tutkia mahdollisimman monelta suunnalta. Minä lähestyn asiaa logiikan suunnasta. Minua ei niinkään kiinnosta nimenomaan biologiset rakenteet, koska tiedän, että 'evoluutio on aina hoitanut ne vastaamaan tarvetta'. Rakenteet yleisesti kyllä kiinnostavat kovasti, koska emergenttisyys näyttää pohjautuvan niihin.

Pidän jo lähes faktana, että hahmontunnistus, välttämätön esiaste tilannekuvan luomiseen, on puhtaasti mekaaninen tapahtuma. Ja logiikalla kuvattavissa.
Jatketaanko juttua siten, että lähestymme samaa ongelmaa eri näkökulmasta. Ja ratkaisua hakien.

[KultaKikkare]