Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Tiefe Netzwerke: Wie komplex sind Neurone wirklich?

KI-Forscher haben einem künstlichen neuronalen Netz beigebracht, eine natürliche Nervenzelle zu imitieren. Das Ergebnis eröffnet eine neue Denkweise über die Rechenleistungen unserer grauen Zellen.
Dendritenbaum eines Neurons

Auf den ersten Blick hat unser eher breiiges Gehirn rein gar nichts mit den harten Siliziumchips in Computerprozessoren gemeinsam. Trotzdem vergleichen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen beide seit geraumer Zeit miteinander. Der britische Mathematiker und Logiker Alan Turing formulierte es 1952 so: Uns interessiert nicht, dass das Gehirn die Konsistenz von kaltem Porridge hat. Mit anderen Worten: Das Medium spielt keine Rolle. Es zählt nur die Rechenleistung. Die leistungsfähigsten Systeme künstlicher Intelligenz (KI) nutzen heute eine Art des maschinellen Lernens, das als Deep Learning bezeichnet wird. Die Algorithmen hierfür sind vom menschlichen Gehirn inspiriert und lernen, indem sie riesige Datenmengen mit Hilfe so genannter tiefer neuronaler Netze (deep neuronal networks) verarbeiten. Diese bestehen aus mehreren Schichten miteinander verbundener Knoten beziehungsweise Verarbeitungseinheiten, die an echte Neurone erinnern.

Zumindest sind sie dem nachempfunden, was Neurowissenschaftler in den 1950er Jahren über Nervenzellen wussten. Damals wurde ein einflussreiches Neuronenmodell namens Perzeptron entwickelt. Seitdem hat sich unser Verst ndnis von der Rechenleistung einzelner Hirnzellen dramatisch verbessert. Wir wissen jetzt, dass sie deutlich komplexer sind als ihre künstlichen Vertreter – aber wie sehr genau?

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wenn KI der Mathematik den Takt vorgibt

Von Menschen erdachte Beweise und Argumente mit KI zu überprüfen, könnte Forschenden viel Zeit sparen. Jetzt wurde eine Lösung vorgestellt – die Fachwelt bleibt skeptisch. Außerdem: Neuseeländische Eulenpapageien, die Bibel der Psychiatrie und ein Alpensee offenbart Jahrtausende alte Geschichte.

Spektrum Dossier – Faszination Gedächtnis

Unser Gedächtnis sortiert, löscht und verändert sich fortlaufend. »Das Spektrum Dossier: Faszination Gedächtnis« beleuchtet, warum Vergessen notwendig ist, wie Erinnerungen entstehen und welche Einflüsse unser Gedächtnis im Alltag und im Alter stärken und beeinflussen.

Spektrum - Die Woche – »Wir können nur erahnen, was genau vor sich geht«

Statt von menschlichen Texten lernt KI inzwischen von KI generierten Daten. Warum das für Experten als eigentlicher Durchbruch gilt und was das für die neue KI-Ära bedeutet. Plus: Terminale Luzidität, CPT‑Symmetrie des Universums und das Comeback der Schreibschrift. Das und mehr in »Die Woche«.

  • Quellen

Beniaguev et al.: Single cortical neurons as deep artificial neural networks. Neuron 109, 2021

Poirazi et al.: Pyramidal neuron as two-layer neural network. Neuron 37, 2003

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.