ประสาทวิทยาสมัยใหม่สามารถเข้าใจ Donkey Kong ได้จริงหรือไม่ (2016)

บทที่ 1 : โบราณคดีดิจิทัล

• โปรแกรมเมอร์ชื่อ Greg James พบ Atari 2600 และ Apple II ระหว่างทำความสะอาด

• เขาพบว่าทั้งสองเครื่องใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ชื่อ MOS6502 เหมือนกัน จึงพยายามค้นหาข้อมูลการออกแบบเพื่อปรับปรุงชิปดังกล่าว แต่กลับไม่พบข้อมูลที่เกี่ยวข้องหลงเหลืออยู่เลย

• MOS เป็นบริษัทที่ก่อตั้งโดยวิศวกรบางคนที่เคยทำงานอยู่ที่ Motorola และการออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ในยุคนั้นเป็นผลลัพธ์จากงานทำมือ โดยวาดทรานซิสเตอร์ทีละตัวลงบนกระดานเขียนแบบ ภายหลังจึงพบว่าแบบแปลนการออกแบบสูญหายไปแล้ว และไม่มีข้อมูลหรือเอกสารที่ถูกทำเป็นดิจิทัลหลงเหลืออยู่

• Greg จึงเริ่มโครงการโบราณคดีดิจิทัลกับเพื่อน ๆ และตัดสินใจขุดค้นไมโครโปรเซสเซอร์ดังกล่าวขึ้นมาใหม่ด้วยการทำ reverse engineering

• เขาค่อย ๆ แยกไมโครโปรเซสเซอร์อย่างละเอียดด้วยกระบวนการทางเคมี ขยายภาพหลายร้อยเท่า แล้วเริ่มสร้างแบบจำลองโดยสังเกตองค์ประกอบทางกายภาพทีละชิ้นอย่างละเอียด

• หลังจากมุ่งมั่นอยู่ 5 ปี เขาก็เข้าใจโครงสร้างฮาร์ดแวร์ของชิปได้อย่างสมบูรณ์ แล้วถ่ายทอดข้อมูลทั้งหมดไปเป็น JavaScript เพื่อสร้างอีมูเลชันที่สมบูรณ์แบบ (http://visual6502.org/JSSim/index.html).

• เมื่อนำข้อมูลดังกล่าวใส่ลงใน FPGA(Field Programmable Gate Array, เซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเปลี่ยนวงจรได้) และทำให้ทำงาน ก็ยืนยันได้ว่ามันทำงานเหมือน MOS6502 จริง

บทที่ 2 : วิเคราะห์ไมโครโปรเซสเซอร์ด้วยประสาทวิทยา

• นักประสาทวิทยาสองคน Konrad Kording และ Eric Jonas พบว่างานโบราณคดีดิจิทัลนี้มีความคล้ายกับงานที่นักประสาทวิทยาศึกษาสมองทำอยู่

• การถ่ายภาพแบบแปลนอย่างละเอียดของชิปไมโครโปรเซสเซอร์ แบ่งพื้นที่ออกเป็นส่วน ๆ และตรวจสอบการเชื่อมต่อเพื่อวาดแผนที่ มีความคล้ายกับการที่นักประสาทวิทยาในปัจจุบันทำ localization ของสมอง ตั้งชื่อพื้นที่ที่แยกออกมา และสร้างแบบจำลองโดยวาดเครือข่ายของนิวรอน

• ถ้าเช่นนั้น จะเกิดอะไรขึ้นหากวิเคราะห์ชิป 6502 ด้วยระเบียบวิธีของประสาทวิทยา?

• เราจะสามารถค้นหาคุณลักษณะเชิงซอฟต์แวร์ เช่น Donkey Kong หรือ Space Invaders ได้หรือไม่ ผ่านการวิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าระดับฮาร์ดแวร์ของไมโครโปรเซสเซอร์?

• Kording และ Jonas จึงลองใช้วิธีวิเคราะห์ทางประสาทวิทยาหลากหลายแบบกับชิป 6502

ผลลัพธ์: ล้มเหลวอย่างสิ้นเชิง ไม่สามารถดึงข้อมูลที่มีความหมายออกมาได้เลย

• แม้ว่า MOS6502 จะมีโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่าสมองมาก และผู้ทดลองสามารถควบคุมทุกอย่างได้ทั้งหมด ก็ยังไม่สามารถได้ข้อมูลที่จำเป็นต่อการเข้าใจว่าชิปประมวลผลข้อมูลและทำงานจริงอย่างไร

• สมองกับไมโครโปรเซสเซอร์มีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน ดังนั้นการวิเคราะห์ลักษณะนี้เพียงอย่างเดียวจึงไม่อาจใช้ปฏิเสธแนวทางประสาทวิทยาแบบเดิมได้ทั้งหมด

• แต่สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า การได้มาซึ่งข้อมูลทั้งหมดของระบบ อาจไม่ได้หมายความว่าจะนำไปสู่ความเข้าใจระบบนั้นเสมอไป

[choijaekyu]

ทำให้นึกถึงเรื่องฝั่งการบูรณะไดโนเสาร์เหมือนกันนะ 555

[indigo6]

ซิมูเลเตอร์นี่น่าทึ่งจริง ๆ....

[zariski]

อ้อ ถ้าช่วยอ้างอิงบทความของผม[1]ด้วยจะขอบคุณมากครับ

[1] https://wp.me/pPGG8-5kK

[kunggom]

พอกดลิงก์แล้วจะขึ้นว่า [เว็บไซต์ส่วนตัว]

[ktseo41]

น่าสนุกดี ขอบคุณที่แชร์ครับ

[budlebee]

เป็นประเด็นเก่าพอสมควร และผมเองก็ไม่ได้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยา แต่จำได้ว่าตอนที่เห็นครั้งแรกก็รู้สึกทึ่งมาก เลยอยากนำมาแชร์ครับ