Wie funktioniert Künstliche Intelligenz (KI) und gibt es Parallelen zum menschlichen Gehirn? Was sind die Gemeinsamkeiten von natürlicher und künstlicher Intelligenz, und was die Unterschiede? Ist das Gehirn nichts anderes als ein biologischer Computer? Was sind Neuronale Netze und wie kann der Begriff Deep Learning einfach erklärt werden?
Seit der kognitiven Revolution Mitte des letzten Jahrhunderts sind KI und Hirnforschung eng miteinander verflochten. Im Bereich der KI gab es in den letzten Jahren mehrere spektakuläre Durchbrüche, von alphaGo über DALL-E 2 bis ChatGPT, die so bis vor kurzem noch völlig undenkbar waren. Doch schon heute arbeiten Forscher an den Innovationen von morgen, wie hybrides maschinelles Lernen oder neuro-symbolische KI. Aber was verbirgt sich dahinter überhaupt?
Anhand aktueller Forschungsergebnisse und spannender Beispiele aus der Praxis bietet dieses Sachbuch einen verständlichen Einstieg in die Grundlagen und Herausforderungen dieser faszinierenden Disziplinen. Sie erfahren, was Neurowissenschaft und Psychologie über die Funktionsweise des Gehirns wissen und wie Künstliche Intelligenz arbeitet. Lernen Sie zudem, wie KI unser Verständnis des Gehirns revolutioniert hat und wie Erkenntnisse aus der Hirnforschung umgekehrt in der Informatik eingesetzt werden, um KI-Algorithmen weiterzuentwickeln. Entdecken Sie die faszinierende Welt dieser beiden Disziplinen. Erfahren Sie, warum Künstliche Intelligenz und Hirnforschung zwei Seiten einer Medaille sind und wie sie unsere Zukunft prägen werden.


?Patrick Krauss hat Medizin, Informatik und Physik studiert. Nach seiner Promotion in Neurowissenschaft habilitierte er sich in Linguistik zum Thema Sprachverarbeitung in Neuronalen Netzen und dem Gehirn. Er forscht und lehrt an der Universität Erlangen-Nürnberg und an der Uniklinik Erlangen zu Themen an der Schnittstelle von Neurowissenschaft, Künstlicher Intelligenz und Sprache. Zu seinem wissenschaftlichen Werk gehören über 80 Publikationen.

1;Vorwort;62;Inhaltsverzeichnis;103;1 Einführung;123.1;ChatGPT besteht den Turing-Test;123.2;Die nächste Kränkung;133.3;Künstliche Intelligenz und Hirnforschung;153.4;Zu blind, um den Elefanten zu sehen;163.5;Gehirn-Computer-Analogie;193.6;Computationalismus;203.7;Funktionalismus;213.8;Fazit;233.9;Literatur;234;Teil I Hirnforschung;265;2 Das komplexeste System im Universum;275.1;Das Gehirn in Zahlen;275.2;Wie viele verschiedene Gehirne kann es geben?;285.3;Wie viele verschiedene Geisteszustände sind möglich?;295.4;Fazit;305.5;Literatur;306;3 Bausteine des Nervensystems;326.1;Neurone und Synapsen;326.2;Neuroplastizität;356.3;Gliazellen;376.4;Fazit;386.5;Literatur;387;4 Organisation des Nervensystems;407.1;Modularität des Nervensystems;407.2;Rückenmark und Hirnstamm;417.3;Der Thalamus;437.4;Der Cortex;447.5;Der Hippocampus;457.6;Die Basalganglien;477.7;Das Kleinhirn;487.8;Fazit;517.9;Literatur;528;5 Organisation des Cortex;548.1;Einteilung des Cortex in Hemisphären und Lappen;548.2;Kolumnen: Die radiale Organisation des Cortex;558.3;Schichten: Die vertikale Organisation des Cortex;578.4;Brodmann-Areale;578.5;Karten im Kopf;598.6;Der kanonische Schaltkreis des Cortex;628.7;Hierarchie der Cortexareale;638.8;Fazit;638.9;Literatur;659;6 Methoden der Hirnforschung;669.1;Bildgebende Verfahren: Dem Gehirn beim Denken zuschauen;669.2;CT;679.3;PET;679.4;MRT;679.5;EEG und MEG;689.5.1;Ereigniskorrelierte Potentiale und Felder;699.6;Intrakranielle EEG;709.7;Fazit;709.8;Literatur;7110;7 Gedächtnis;7210.1;Das Gedächtnis als Informationsverarbeitungssystem;7210.2;Sensorisches Gedächtnis;7310.3;Kurzzeitgedächtnis;7510.4;Arbeitsgedächtnis;7710.5;Langzeitgedächtnis;7910.6;Fazit;8010.7;Literatur;8111;8 Sprache;8311.1;Wie kommt der Mensch zur Sprache?;8311.2;Noam Chomskys Universalgrammatik;8411.3;Kognitive Linguistik: Gebrauchsbasierte Ansätze;8411.4;Sprache im Gehirn;8611.5;Fazit;8811.6;Literatur;8912;9 Bewusstsein;9112.1;Ein uraltes Rätsel;9112.2;Monismus und Dualismus;9312.3;Wie ist es, eine Fledermaus zu sein?;9312.4;Bewusstsein als nützliche Illusion?;9512.5;Grenzen der Philosophie des Geistes;9612.6;Neuronale Korrelate des Bewusstseins;9612.7;Integrated Information Theory;9812.8;Ist das Gehirn ein Quantencomputer?;9812.9;Global Workspace Theory;9912.10;Ich fühle, also bin ich! - Damasios Modell des Bewusstseins;10012.10.1;Emotionen und Gefühle;10212.10.2;Hierarchien des Bewusstseins;10312.10.3;Erklärungskraft des Modells von Damasio;10512.11;Fazit;10712.12;Literatur;10913;10 Freier Wille;11313.1;Ist freier Wille nur ein frommer Wunsch?;11313.2;Das Libet-Experiment;11513.3;Fazit;11613.4;Literatur;11914;Teil II Künstliche Intelligenz;12215;11 Was ist Künstliche Intelligenz?;12315.1;Geschichte der KI;12315.2;Begriffsklärung;12515.3;Maschinelles Lernen und Mustererkennung;12715.4;Deep Learning;12715.5;Fazit;12815.6;Literatur;12916;12 Wie lernt Künstliche Intelligenz?;13016.1;Künstliches Neuron;13016.2;Künstliche neuronale Netze;13116.3;Überwachtes Lernen;13416.4;Unüberwachtes Lernen;13616.5;Selbstüberwachtes Lernen;13716.5.1;Neurone für Katzen und Jennifer Aniston;13916.6;Verstärkungslernen;13916.7;Fazit;14016.8;Literatur;14217;13 Spielende Künstliche Intelligenz;14417.1;Videospiele;14417.2;Go und Schach;14517.3;AlphaGo schafft den Durchbruch;14717.4;Fazit;14817.5;Literatur;14918;14 Rekurrente neuronale Netze;15018.1;Rekurrenz in Gehirn;15018.2;Rekurrenz in künstlichen neuronalen Netzen;15118.3;LSTMs;15218.4;Elman-Netze;15218.5;Hochgradig rekurrente neuronale Netze;15318.6;Schwierigkeit beim Training von rekurrenten Netzen;15518.7;Fazit;15518.8;Literatur;15619;15 Kreativität: Generative Künstliche Intelligenz;15719.1;Was ist Kreativität?;15719.2;Deep Dreaming: Wenn der Input trainiert wird, nicht das Netz;15819.3;Style Transfer;16019.4;Generative Adversarial Networks;16119.5;Diffusionsmodelle;16119.6;Fazit;16319.7;Li