Der grundlegende Unterschied zwischen KI-Programmen und den Abläufen im menschlichen Gehirn

Der grundle­gende Unter­schied zwis­chen KI-Pro­gram­men und den Abläufen im men­schlichen Gehirn liegt darin, dass KI für viele Auf­gaben unver­hält­nis­mäßig viel Zeit benötigt, obwohl die Berech­nun­gen im Com­put­er viel schneller ablaufen. Dies erk­lärt sich dadurch, dass das Gehirn viele Oper­a­tio­nen gle­ichzeit­ig aus­führt, während Com­put­er meist nur eine Oper­a­tion pro Zeit­ein­heit ver­ar­beit­en kön­nen. Daher gibt es Ver­suche in der Infor­matik, häu­fige Auf­gaben durch par­al­lele Ver­ar­beitung zu beschle­u­ni­gen.

Muster, wie Bilder oder Klänge, wer­den durch unsere Sinne in neu­ronale Aktiv­itäten im Gehirn umge­set­zt. Diese neu­ronalen Aktiv­itätsmuster spiegeln die Sin­ne­sein­drücke wider, auch wenn sie nicht iden­tisch sind. Häu­fig wiederkehrende Muster entsprechen häu­fi­gen Sit­u­a­tio­nen, und ähn­liche Sit­u­a­tio­nen kön­nen ähn­liche neu­ronale Aktiv­itätsmuster her­vor­rufen. Begriffe kön­nten dem­nach für das Gemein­same ste­hen, das in vie­len Sit­u­a­tio­nen auftritt.

Die tech­nis­che Struk­tur eines assozia­tiv­en Spe­ich­ers lässt sich auf das Gehirn über­tra­gen, indem man die Daten­struk­turen als den­dri­tis­che und axonale Verbindun­gen von Neu­ro­nen inter­pretiert. Neu­ronale Net­zw­erke kön­nen die Funk­tion eines assozia­tiv­en Spe­ich­ers übernehmen, wenn die Verbindungskräfte der Synapsen verän­der­bar sind.

Beim Erin­nern ver­suchen wir, aus frag­men­tarischen Hin­weisen den voll­ständi­gen Sachver­halt zu rekon­stru­ieren, was als Muster­ver­voll­ständi­gung beze­ich­net wird. Diese erfol­gt durch die Aktivierung weit­er­er Neu­ro­nen und sta­bil­isiert sich in einem Muster, das der Erin­nerung entspricht. Die Ein­heit der Gesamt­si­t­u­a­tion wird durch die aktivierte neu­ronale Assem­bly im zen­tralen assozia­tiv­en Spe­ich­er gegeben.

Es wird angenom­men, dass die Infor­ma­tion­ska­paz­ität des Kurzzeitgedächt­niss­es durch die aktivierte Assem­bly bes­timmt wird, während das Langzeitgedächt­nis in den Verbindungsstärken der Synapsen gespe­ichert ist. In ver­schiede­nen kor­tikalen Arealen soll­ten unter­schiedliche Schwellen­regelun­gen unab­hängig möglich sein, wobei die Verbindung dieser Areale auf eine Überwachung der Gesam­tak­tiv­ität hin­weist.

Quelle: Assozia­tives Gedächt­nis und Gehirn­the­o­rie (Gün­ther Palm), in: Com­put­er-Sys­teme — mit ein­er Ein­führung von Jörg H. Siek­mann (1989)