Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλος συνδυάζει μνήμες για την επίλυση προβλημάτων

Ο εγκέφαλος φιλοξενεί το μυαλό μας και τις μνήμες μας και βασιζόμαστε στις δυνατότητές της επεξεργασίας πληροφοριών όταν βγάζουμε κάτι νέο. Αλλά, Πώς ο εγκέφαλος συνδυάζει μνήμες για την επίλυση προβλημάτων?

Τα ανθρώπινα όντα έχουν τη δυνατότητα να συνδυάζουν δημιουργικά τις μνήμες μας για να λύσουν προβλήματα και να αποκτήσουν νέες γνώσεις. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις μνήμες για συγκεκριμένα γεγονότα. Αυτές οι μνήμες είναι γνωστές ως επεισοδιακή μνήμη.

Αν και η επεισοδιακή μνήμη έχει μελετηθεί ευρέως, οι τρέχουσες θεωρίες δεν εξηγούν εύκολα πώς οι άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις επεισοδιακές μνήμες τους για να βρουν αυτές τις καινοφανείς ιδέες. Μια νέα έρευνα προσφέρει ένα νέος τρόπος κατανόησης του τρόπου με τον οποίο ο ανθρώπινος εγκέφαλος συνδέει ξεχωριστά τις μνήμες για την επίλυση προβλημάτων.

Η μελέτη, που πραγματοποιήθηκε από μια ομάδα νευροεπιστημόνων και ερευνητές στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης DeepMind, Otto von Guericke Πανεπιστημίου του Μαγδεμβούργου και του Γερμανικού Κέντρου για τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα (DZNE) έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Neuron.

Νέος μηχανισμός του εγκεφάλου για να ανακτήσει τις μνήμες

Οι ερευνητές προτείνουν το ακόλουθο παράδειγμα για να εξηγήσουν πώς ενεργοποιείται η ανάκτηση μνήμης. Φανταστείτε ότι βλέπετε μια γυναίκα να οδηγεί το αυτοκίνητό της στο δρόμο. Την επόμενη μέρα, βλέπετε έναν άντρα που οδηγεί το ίδιο αυτοκίνητο στον ίδιο δρόμο. Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει τη μνήμη της γυναίκας που είδατε την προηγούμενη ημέρα και θα μπορούσατε να θεωρήσετε ότι είναι ζευγάρι και ότι ζουν μαζί, αφού μοιράζονται ένα αυτοκίνητο.

Οι ερευνητές προτείνουν ένα νέο μηχανισμό του εγκεφάλου που θα επέτρεπε την ανάκτηση των μνημών για να ενεργοποιήσει την ανάκτηση άλλων μνημών που σχετίζονται με αυτόν τον τρόπο. Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει την ανάκτηση πολλαπλών συνδεδεμένων μνημών, οι οποίες στη συνέχεια επιτρέπουν στον εγκέφαλο να δημιουργήσει νέους τύπους ιδεών όπως αυτές.

Όπως συμβαίνει με τις τυπικές θεωρίες της επεισοδιακής μνήμης, οι συγγραφείς υποθέτουν ότι οι μεμονωμένες μνήμες αποθηκεύονται ως ξεχωριστά ίχνη μνήμης σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται ιππόκαμπος..

Σύμφωνα με τον Raphael Koster, ερευνητής DeepMind και συν-συγγραφέας της μελέτης, επεισοδιακές μνήμες μπορούν να μας πουν αν γνωρίζαμε ήδη κάποιον ή όπου σταθμεύσαμε το αυτοκίνητό μας, για παράδειγμα. "Το σύστημα ιπποκάμπου είναι συμβατό με αυτό το είδος μνήμης, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την ταχεία μάθηση", εξηγεί.

Σε αντίθεση με τις τυπικές θεωρίες, η νέα θεωρία διερευνά μια μη επιτηρούμενη ανατομική σύνδεση που αφήνει τον ιππόκαμπο στον γειτονικό εντεροχικό φλοιό, αλλά στη συνέχεια επανεισέρχεται αμέσως. Οι ερευνητές το θεώρησαν αυτή η επαναλαμβανόμενη σύνδεση είναι αυτό που επιτρέπει τις ανακτημένες μνήμες του ιππόκαμπου για να ενεργοποιήσει την ανάκτηση άλλων σχετικών μνημών.

Ο συνδυασμός των αναμνήσεων για την επίλυση προβλημάτων

Οι ερευνητές επινόησαν έναν τρόπο να δοκιμάσουν αυτή τη θεωρία λαμβάνοντας λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού υψηλή ανάλυση Η μελέτη διεξήχθη με 26 νέους άνδρες και γυναίκες κατά την εκτέλεση μιας εργασίας που τους απαίτησε να αποκτήσουν πληροφορίες για ξεχωριστά γεγονότα.

Οι εθελοντές έδειξαν ζευγάρια φωτογραφιών: μία στη μία πλευρά και άλλη σε ένα αντικείμενο ή ένα μέρος. Κάθε μεμονωμένο αντικείμενο και τόπος εμφανίστηκαν σε δύο ζεύγη ξεχωριστών φωτογραφιών, καθεμία από τις οποίες συνδέθηκε με ένα διαφορετικό πρόσωπο. Αυτό σήμαινε ότι κάθε ζεύγος φωτογραφιών συνδέθηκε με ένα άλλο ζεύγος μέσω του κοινού αντικειμένου ή της εικόνας του χώρου.

Σε μια δεύτερη φάση του πειράματος, οι ερευνητές εξέτασαν αν οι συμμετέχοντες θα μπορούσαν να συμπεράνουν την έμμεση σύνδεση μεταξύ των δύο συνδεδεμένων προσώπων δείχνοντας ένα πρόσωπο και ζητώντας τους να επιλέξουν μεταξύ δύο άλλων προσώπων. Μία από τις επιλογές, η σωστή, συνδυάστηκε με το ίδιο αντικείμενο ή εικόνα του τόπου και α.

Οι ερευνητές το πρόβλεψαν το πρόσωπο που παρουσιάζεται θα ενεργοποιούσε την ανάκτηση του αντιστοιχισμένου αντικειμένου ή τόπου και, ως εκ τούτου, θα προκαλούσε εγκεφαλική δραστηριότητα που θα περάσει από τον ιππόκαμπο μέχρι τον ενδορινικό φλοιό. Επιπλέον, οι ερευνητές αναμένουν επίσης να βρουν αποδείξεις ότι αυτή η δραστηριότητα θα επιστρέψει αργότερα στον ιππόκαμπο για να ενεργοποιήσει την ανάκτηση του σωστού συνδεδεμένου προσώπου..

Χρησιμοποιώντας εξειδικευμένες τεχνικές που αναπτύσσονται από τους ίδιους, οι ερευνητές ήταν σε θέση να διαχωρίσουν τα τμήματα του ενδορινικού φλοιού που παρέχουν πληροφορίες στον ιππόκαμπο. Αυτό τους επέτρεψε να μετρήσουν με ακρίβεια τα μοτίβα ενεργοποίησης στην είσοδο και έξοδο του ιππόκαμπου χωριστά..

Οι ερευνητές προγραμματίζουν έναν αλγόριθμο υπολογιστή για να διακρίνουν μεταξύ της ενεργοποίησης σκηνών και αντικειμένων μέσα σε αυτές τις περιοχές εισόδου και εξόδου. Ο αλγόριθμος εφαρμόστηκε μόνο όταν δείχνονταν πρόσωπα στην οθόνη. Αν ο αλγόριθμος έδειξε την παρουσία πληροφοριών σχετικά με τη σκηνή ή το αντικείμενο σε αυτές τις δοκιμές, θα μπορούσε να ελέγχεται μόνο από αναμνήσεις που έχουν ανακτηθεί από τη συνδεδεμένη σκηνή ή φωτογραφίες αντικειμένων.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα στοιχεία αυτά έδειξαν ότι όταν ο ιππόκαμπος ανακτά μια μνήμη, η ενεργοποίηση δεν περνά στον υπόλοιπο εγκέφαλο, αλλά επανακυκλοφορεί πίσω στον ιππόκαμπο. Αυτός ο μηχανισμός θα ήταν αυτός που θα απελευθέρωνε την ανάκτηση άλλων σχετικών μνημών.

Οι ερευνητές σκέφτονται τα αποτελέσματα του αλγορίθμου ως σύνθεση νέων και παλαιών θεωριώνs. «Τα αποτελέσματα θα μπορούσε να θεωρηθεί ως το καλύτερο και των δύο κόσμων: θα διατηρεί την ικανότητα να θυμάται η διατήρηση χωριστών ατομικές εμπειρίες, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπουν οι σχετικές μνήμες συνδυάζονται on the fly στο σημείο ανάκαμψης», λέει ο Dharshan Kumaran, συν-συγγραφέας της μελέτης.

Σύμφωνα με τον Κουμαράν, αυτή η ικανότητα είναι χρήσιμη, για παράδειγμα, να κατανοήσουμε πώς τα διαφορετικά μέρη μιας ιστορίας ταιριάζουν μαζί, κάτι που δεν είναι δυνατό αν αποκαταστήσετε μόνο μια μνήμη από τη μνήμη.

Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι τα αποτελέσματα της αυτή η μελέτη θα μπορούσε να βοηθήσει την τεχνητή νοημοσύνη να μάθει γρηγορότερα στο μέλλον. Chadwick Martin, συν-συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί ότι αν και υπάρχουν πολλοί τομείς στους οποίους η τεχνητή νοημοσύνη είναι ανώτερη, οι άνθρωποι εξακολουθούν να έχουν ένα πλεονέκτημα όταν τα καθήκοντα εξαρτώνται από την ευέλικτη χρήση της επεισοδιακής μνήμης. Με αυτή την έννοια, λέει ο Chadwick, "Αν κατανοήσουμε τους μηχανισμούς που επιτρέπουν στους ανθρώπους να το κάνουν αυτό, η ελπίδα είναι να τις αντιγράψουμε μέσα στα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, δίνοντάς τους την ικανότητα να λύσουν κάποια προβλήματα σε πολύ λιγότερο χρόνο".

6 περιγραφές για τον εγκέφαλο που ίσως δεν γνωρίζατε Σε αυτό το άρθρο θα δούμε κάποιες από αυτές τις περιγραφές για τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Κάποιοι ίσως γνωρίζουν ήδη, αλλά άλλοι δεν μπορούν. Διαβάστε περισσότερα "