Младенцы учатся как искусственный интеллект: новые сведения о раннем развитии мозга
Инновационное исследование, проведённое в Тринити-колледже в Дублине, позволило по-новому взглянуть на раннее развитие человеческого мозга. Оно опровергает давно бытовавшее мнение о том, что новорожденные дети недостаточно развиты в когнитивном плане. Теперь исследователи предполагают, что младенцы используют свой «беспомощный» период для создания фундаментальных моделей обучения, аналогичных тем, которые используются в системах искусственного интеллекта, таких как ChatGPT. Это открытие меняет представление о беспомощности младенцев и раннем развитии познавательных способностей.
Долгие годы специалисты считали, что дети рождаются с неразвитым мозгом, что приводит к их зависимости от ухаживающих за ними людей. Однако новое исследование, опубликованное в Trends in Cognitive Sciences и ScienceDaily, предлагает доказательства того, что младенцы активно учатся с самого рождения. Вместо того чтобы пассивно ждать развития, младенцы постоянно собирают сенсорную информацию, чтобы понять окружающий их мир.
Ведущий исследователь профессор Родри Кьюсак (профессор когнитивной нейронауки и ведущий автор статьи) и его команда использовали передовые методы нейровизуализации для наблюдения за мозговой активностью младенцев. Полученные результаты свидетельствуют о том, что мозг младенцев не так уж незрел, как считалось ранее.
Как проводилось исследование
Исследователи использовали междисциплинарный подход, объединив нейронауку и искусственный интеллект, чтобы понять развитие новорожденных. Они сотрудничали с экспертами из DeepMind и Обернского университета. С помощью нейровизуализации учёные отслеживали активность мозга младенцев, чтобы понять, какие зоны активны. Удивительно, но в раннем младенчестве функционируют несколько областей мозга, что опровергает мнение о том, что дети ограничены в познавательных способностях.
Это исследование также включало межвидовое сравнение в рамках проекта «Переводя время». Исследователи изучили развитие мозга у животных, отметив, что такие виды, как лошади, начинают ходить вскоре после рождения. В отличие от них, человеческие младенцы остаются физически беспомощными. Но в то время как животные рождаются готовыми к движению, дети используют своё дополнительное время для построения сложных когнитивных моделей.
Профессор Кристин Шарве из Обернского университета, специалист по межвидовому развитию мозга, отмечает: «Хотя такие животные, как лошади, могут двигаться сразу, человеческие младенцы развивают более сложные когнитивные способности в первые месяцы жизни».
Предыдущие исследования развития младенцев
В прошлом исследования часто представляли человеческих детей как рождающихся слишком рано из-за большого размера их мозга и головы. Это привело к убеждению, что беспомощность младенцев — результат того, что их мозгу ещё нужно время для роста. Исследования, проведённые в 60-х годах прошлого века, показали, что раннее развитие характеризуется когнитивными ограничениями.
Однако последнее исследование опровергает эту идею. Оно показывает, что младенцы используют свою раннюю «беспомощную» фазу как время для фундаментального обучения. Вместо того чтобы просто ждать роста, младенцы активно учатся, подобно тому как системы искусственного интеллекта собирают данные во время предварительного обучения.
Доктор Марк’Аурелио Ранзато, старший исследователь ИИ в DeepMind, добавляет: «Раньше мы считали, что беспомощность младенцев объясняется незрелостью мозга, но теперь мы понимаем, что они используют это время для сбора сенсорных данных, как и модели ИИ на этапе обучения».
Пять основных выводов исследования
- Мозг младенцев более развит, чем мы думали: Данные нейровизуализации показали, что многие области мозга функционируют уже в раннем младенчестве. Младенцы активно обрабатывают сенсорные данные, поступающие из окружающей среды.
- Младенцы строят когнитивные модели, как системы искусственного интеллекта: Младенцы используют период своей «беспомощности» для создания внутренних моделей, которые помогают им понять мир. Эти когнитивные модели функционируют аналогично фазам предварительного обучения ИИ, когда системы, подобные ChatGPT, обрабатывают большие объемы данных для обобщения и обучения.
- Стадия беспомощности — это преимущество в развитии: В то время как некоторые животные рождаются с физическими способностями, человеческие младенцы проводят свой беспомощный период, создавая более сложные когнитивные модели. Это даёт им преимущество в обучении и адаптации к окружающей среде на более поздних этапах жизни.
- Младенцы — очень эффективные ученики: В отличие от моделей ИИ, требующих огромного количества энергии и данных, человеческие младенцы достигают такого же фундаментального обучения с меньшими затратами ресурсов. Это открытие может вдохновить на новые подходы к ИИ, направленные на то, чтобы заставить машины учиться более эффективно.
- Это исследование меняет наше представление о раннем развитии мозга: Младенцы не ограничены незрелостью своего мозга. Напротив, они максимально эффективно используют первые месяцы жизни, собирая важную информацию, которая поможет им в дальнейшем когнитивном развитии.
Не забудьте включить субтитры на русском языке.
Значение для здравоохранения и науки
Результаты этого исследования меняют наше представление о развитии детей младшего возраста. Младенцы, которые раньше считались пассивными и зависимыми, теперь рассматриваются как активные ученики. Это открывает новые возможности для раннего обучения. Понимание того, что младенцы уже собирают данные из окружающей их среды, может улучшить программы, направленные на стимулирование раннего развития мозга.
С технологической точки зрения результаты исследования предлагают новые идеи для развития ИИ. Современные системы ИИ, такие как ChatGPT, требуют значительных вычислительных мощностей и ресурсов. Младенцы же, напротив, эффективно обучаются при меньших затратах ресурсов. Исследователи ИИ могут использовать эти данные для создания более энергоэффективных моделей, имитирующих человеческое обучение.
Как объясняет профессор Кьюсак, «человеческие младенцы учатся гораздо эффективнее, чем современные системы искусственного интеллекта. Изучив, как их мозг строит основополагающие модели, мы сможем направлять будущее развитие ИИ».
Будущее исследований в области раннего детства
Это исследование знаменует собой поворотный момент в нашем понимании развития младенцев. Младенцы, далеко не беспомощные, активно используют свои первые месяцы для создания когнитивных основ, которые будут служить им всю жизнь. Это ставит под сомнение давние представления о развитии мозга и предлагает новый взгляд на то, как младенцы обучаются.
Следующие шаги в исследованиях, вероятно, будут направлены на изучение того, как малыши строят эти модели. Если мы сможем лучше понять, как именно дети учатся с такой эффективностью, это может привести к прорыву не только в нейронауке, но и в искусственном интеллекте. Новорожденные могут стать ключом к разгадке более эффективных процессов машинного обучения, а их методы обучения могут сформировать будущие модели ИИ.
