V času, ko veliko razpravljamo o napredku pri razvoju umetne inteligence, se je smiselno vprašati tudi, kako se je v milijonih let razvijala naravna inteligenca. Prešla je nekaj pomembnih mejnikov, ki jih je izčrpno opisal Max Bennett v knjigi A Brief History of Intelligence (Mariner Books, 2023).
Prva bitja z možgani in levo-desna simetrija
Prve preproste različice možganov so se pri živih bitjih pojavile šele po približno treh milijardah let obstoja življenja na Zemlji. Pred približno 600 milijoni let so se razvila majhna, črvom podobna bitja v velikosti riževega zrna, ki so imela tudi možgane. S preprosto inteligenco so se lahko premikala proti hrani in bežala pred nevarnostjo.
Zunanji svet so zaznavala le prek majhnega nabora nevronov, ki so se aktivirali na primer ob prisotnosti svetlobe ali vonjav. Kljub pomanjkljivemu poznavanju dogajanja v zunanjem svetu so ti črvi s preprostim algoritmom, ki je bil vgrajen v njihove možgane, precej uspešno iskali hrano.
Ko vržemo košček hrane v vodo, se molekule razpršijo po okolici. Nastane tako imenovani gradient vonja, ko je koncentracija molekul visoka neposredno okoli vira hrane, z oddaljenostjo pa se postopno zmanjšuje. Izvor hrane so prva bitja z možgani našla z uporabo preprostega pravila: kadar se koncentracija vonja po hrani povečuje, se gibaj naprej, ko pa se začenja koncentracija zmanjševati, zavij vstran. Stanje v okolici so razvrščala na »dobro« in »slabo«. Preprost algoritem jih je nato usmerjal k zanje dobrim stvarem, kot je hrana, in stran od slabih, kot so bile vonjave plenilcev.
Prvi možgani so se razvili pri bitjih z dvostransko simetrijo, saj je bila to najbolj učinkovita oblika za aktivno navigacijo po okolici. Z dvostransko simetričnimi telesi so morali obvladati le gibanje naprej in zavijanje. Prav levo-desno simetrična oblika, ki je značilna za večino prostoživečih živali, se je izkazala kot optimalna za usmerjanje gibanja, kot ga izvajajo možgani.
Kambrijska eksplozija živalske raznolikosti
Kambrijska eksplozija je dramatično vplivala na pestrost življenjskih oblik na Zemlji in pomenila največji porast živalske raznolikosti, kar jih je planet kdajkoli videl. V tem obdobju, ki je potekalo pred približno 540 do 485 milijoni let, so se pojavile najrazličnejše velike, mobilne živali, ki so bile raznolike tako po obliki kot po velikosti in so zamenjale občutljiva, počasna in majhna bitja iz predhodnega obdobja.
Kambrijsko eksplozijo je poleg klimatskih in geoloških sprememb sprožila prav iznajdba krmiljenja s preprostimi možgani, kar je pospešilo tekmo v plenjenju. V tem obdobju so v svetu prevladovali členonožci, predniki sodobnih žuželk, pajkov in rakov, ki so bili tudi zelo veliki, pogosto več metrov dolgi, opremljeni z ogromnimi kremplji in oklepnimi lupinami.
Zato je kambrijsko obdobje znano po svoji osupljivi raznolikosti fosilov, ki zajemajo širok spekter živalskih oblik. To izrazito povečanje diverzitete in kompleksnosti oblik življenja, zlasti tistih z možgani, je pomenilo začetek njihove prevlade v živalskem kraljestvu. Dramatičen porast raznolikih življenjskih form med kambrijsko eksplozijo je bil ključni dogodek v zgodovini življenja na Zemlji, ki je postavil temelje za zapletene ekosisteme, ki so sledili.
Vretenčarji in mehanizem učenja
Pred približno 500 milijoni let so se pojavili prvi ribam podobi vretenčarji. Poleg drugačne strukture telesa so imeli tudi naprednejše možgane, ki niso znali izvajati le vgrajenih algoritmov, ampak so se lahko učili iz izkušenj. Z novo različico možganov so si te živali lahko zapomnile dejanja, ki so jih pripeljala do hrane ali druge vrste nagrade.
Glavni problem učenja zaporedja dejanj, ki šele na koncu pripelje do želenega rezultata, je, da ni vnaprej jasno, katere od tekočih odločitev se bodo izkazale za ključne. Poleg tega se najpomembnejše odločitve pogosto zgodijo veliko prej, preden žival prejme nagrado. Zato se je v evoluciji kot uspešna oblika učenja izkazala metoda, pri kateri možgani nenehno ocenjujejo, kako verjetno je, da bodo sčasoma dosegli želeno nagrado.
Izločanje dopamina v možganih deluje kot signal za oceno razlike med pričakovanimi in dejanskimi rezultati dejanj. Ko možgani začutijo, da je ugoden izid nenadoma postal bolj verjeten, kot so domnevali, se sprosti več dopamina. S tem se okrepi povezava med trenutnim dejanjem in končnim izidom.
Dopaminski sistem v možganih ima ključno vlogo v procesu učenja, saj živalim omogoča, da se učijo iz izkušenj. Aktivnost dopaminskih nevronov namreč ne sporoča le pričakovane nagrade, temveč tudi napovedno vrednost dogodkov, ki vodijo do nje.
Izločanje dopamina tako pomaga povezati ključne odločitve z njihovimi posledicami, tudi če do njih pride veliko pozneje. Dejanja, ki vodijo do želenih izidov, postanejo za možgane bolj verjetna, medtem ko se dejanja, ki ne prinašajo želenih rezultatov, postopoma opuščajo.
Možgani sesalcev in predvidevanje
Naslednja velika inovacija v delovanju možganov se je zgodila pred 150 milijoni let, ko so se pojavili sesalci. Prvi sesalci so bili vevericam podobna bitja v svetu, v katerem so prevladovali velikanski plenilski dinozavri. Preživljali so se tako, da so se podnevi skrivali, ponoči lovili žuželke, njihovi možgani pa so pridobili novo zmožnost simuliranja dogajanja v okolici.
Tako se niso več učili le iz izkušenj, ampak so lahko svoje delovanje načrtovali vnaprej. Ko so opazili plenilce, so v mislih simulirali, ali jim bo uspelo pobegniti po gozdnih tleh, ne da bi jih ujeli. Zmožnost simulacije gibanja je sesalcem omogočila tudi uporabo finih motoričnih spretnosti, saj so lahko vnaprej načrtovali gibanje telesa. Zato se kuščarji in želve, ki nimajo tega novega področja možganov, gibljejo počasi in nerodno, sesalci, kot so veverice in opice, pa lahko brez težav lomijo orehe in plezajo po drevesih.
Primati in simulacija subjektivnosti
Pred več deset milijoni let so se pri primatih razvila dodatna možganska področja, ki jim omogočajo ne le simulacijo zunanjega sveta, temveč tudi simulacijo notranjega duševnega stanja drugih bitij. Če je preživetje v večji skupini odvisno od sposobnosti sklepanja zavezništev, vzpenjanja po hierarhiji in zbliževanja s posamezniki z visokim statusom, je predvidevanje reakcij drugih članov skupine izredno pomembno. Novi možganski sistem je primatom omogočil predvidevanje posledic njihovih odločitev, tudi v zvezi z medsebojnimi odnosi, česar druge živali niso bile sposobne.
Najnovejša sposobnost, ki je značilna za nas ljudi, pa je zmožnost jezikovnega sporazumevanja in govorjenja, kar nam omogoča lažje usklajevanje, načrtovanje in prenašanje izkušenj.
Sistemi umetne inteligence se znajo že precej dobro učiti in tekoče komunicirati, večje težave imajo z zaznavanjem in razumevanjem dogajanja v svoji okolici. Usklajevanje in simuliranje gibanja v nepredvidljivih okoliščinah je zanje še vedno velik izziv. Zdi se, kot da je umetna inteligenca preskočila nekaj stopenj razvoja, skozi katere je šla biološka evolucija naravne inteligence.
Ilustracije so bile narejene s platformo DALL·E.
https://www.delo.si/mnenja/kolumne/kratka-zgodovina-mozganov
