L'IA au service des neurosciences : Comment les scientifiques tentent de percer les mystères de l'esprit humain

How scientists are trying to use AI to unlock the human mind

L'IA au service des neurosciences : Comment les scientifiques tentent de percer les mystères de l'esprit humain

Le paysage actuel de l'IA se définit par les différences entre les réseaux neuronaux et le cerveau humain. Un enfant apprend à communiquer efficacement avec peu d'énergie, tandis que les entreprises technologiques consomment des ressources massives pour entraîner leurs modèles linguistiques. Pourtant, ces réseaux neuronaux s'inspirent bel et bien du cerveau humain.

Les modèles linguistiques avancés et le cerveau partagent des similitudes frappantes. Tous deux sont composés de millions de sous-unités - neurones biologiques pour l'un, neurones simulés pour l'autre. Ce sont les seuls systèmes capables de produire un langage fluide et flexible. Et curieusement, les scientifiques comprennent mal leur fonctionnement interne.

De récentes études publiées dans Nature montrent comment les réseaux neuronaux pourraient aider à comprendre la cognition humaine. Une équipe a transformé un modèle linguistique en "modèle fondateur de la cognition humaine", baptisé Centaur. Ce modèle, basé sur Llama 3.1 de Meta, a été affiné avec des données provenant de 160 expériences psychologiques.

Contrairement aux modèles psychologiques traditionnels utilisant des équations simples, Centaur prédit bien mieux les comportements humains. Les chercheurs suggèrent qu'en analysant ses mécanismes internes, on pourrait développer de nouvelles théories sur le fonctionnement de l'esprit. Cependant, certains psychologues restent sceptiques quant à sa capacité à réellement expliquer la cognition.

Une approche alternative consiste à utiliser des réseaux neuronaux minuscules, parfois composés d'un seul neurone. Bien que spécialisés dans une tâche unique, ces petits modèles permettent d'étudier précisément comment chaque neurone contribue aux prédictions comportementales. Ils génèrent ainsi des hypothèses testables sur la cognition.

Le compromis entre la complexité des modèles et leur interprétabilité reste un défi majeur. Alors que notre capacité à prédire les comportements s'améliore rapidement, notre compréhension des systèmes complexes - qu'il s'agisse du cerveau, du climat ou des protéines - peine à suivre.

Giải mã bí ẩn tâm trí: Cuộc cách mạng AI trong nghiên cứu não bộ con người

Thế giới AI hiện nay được định hình bởi sự khác biệt giữa mạng nơ-ron nhân tạo và não người. Trong khi trẻ nhỏ học giao tiếp hiệu quả với rất ít năng lượng, các tập đoàn công nghệ phải tiêu tốn nguồn lực khổng lồ để đào tạo mô hình ngôn ngữ. Thế nhưng, những mạng nơ-ron này vẫn lấy cảm hứng từ bộ não sinh học.

Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) và não người có nhiều điểm tương đồng đáng ngạc nhiên. Cả hai đều cấu thành từ hàng triệu đơn vị nhỏ - nơ-ron sinh học với não, nơ-ron mô phỏng với AI. Chúng là hai hệ thống duy nhất có khả năng tạo ngôn ngữ linh hoạt. Và điều đáng nói là khoa học vẫn chưa thực sự hiểu rõ cách chúng hoạt động.

Hai nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature gần đây khám phá ứng dụng mạng nơ-ron trong dự đoán hành vi tâm lý. Một nhóm đã biến đổi mô hình ngôn ngữ thành "mô hình nền tảng của nhận thức", đặt tên là Centaur. Dựa trên Llama 3.1 của Meta, mô hình này được huấn luyện bằng dữ liệu từ 160 thí nghiệm tâm lý.

Khác với mô hình tâm lý truyền thống dùng phương trình đơn giản, Centaur dự đoán hành vi chính xác hơn hẳn. Các nhà khoa học hy vọng phân tích cơ chế hoạt động của nó có thể hé lộ bí ẩn về tâm trí con người. Tuy nhiên, nhiều nhà tâm lý học nghi ngờ khả năng này do độ phức tạp quá lớn của mô hình.

Một hướng tiếp cận khác là sử dụng mạng nơ-ron siêu nhỏ, đôi khi chỉ gồm một nơ-ron duy nhất. Dù chỉ chuyên biệt cho một nhiệm vụ cụ thể, những mô hình mini này cho phép theo dõi hoạt động từng nơ-ron, từ đó đưa ra giả thuyết kiểm chứng được về nhận thức.

Bài toán cân bằng giữa độ chính xác và khả năng giải thích vẫn là thách thức lớn. Trong khi khả năng dự đoán hành vi ngày càng tốt, hiểu biết về các hệ thống phức tạp như não bộ, khí hậu hay protein vẫn tụt hậu xa so với nó.