Всеки ден хората учат нови неща, независимо дали става въпрос

Всеки ден хората учат нови неща, без значение дали става въпрос за ново занимание, подготвяне на нова рецепта или просто ревизиране на утринните вести.

Част от тези прекарвания мозъкът запаметява за години напред, а от време на време даже те остават в съзнанието ни за цялостен живот, написа Fast Company.
Но по какъв начин се случва това?
В ново проучване, оповестено в списание Science, учени дават отговор на този въпрос посредством нещо, което може да се назова карта на разпоредбите, които мозъкът употребява, с цел да учи.

Резултатите прекатурват досегашните показа за това по какъв начин се построяват мемоари – и подсказват, че мозъкът е много по-гъвкав и стратегически надъхан, в сравнение с се е считало досега.
Електрическата симфония в мозъка
Човешкият мозък е формиран от милиарди неврони, които си споделят посредством електрически импулси. Подобно на това по какъв начин компютрите употребяват бинарен код, невроните обменят информация посредством електрически сигнали.

Те се предават посредством синапси – връзки сред клетките. Всяка нервна клетка има разклонения, наречени дендрити, които могат да получават хиляди сигнали от други кафези и да ги препращат към тялото на неврона. Там е мястото, където те се обработват и се взема решение дали да се генерира нов сигнал.

Именно груповата интензивност на тези сигнали – по какъв начин, по кое време и кои неврони се задействат – образува „ представянето “ на разнообразни преживявания и информация в мозъка.

От десетилетия невронауката има вяра, че ученето се случва посредством промени в синапсите – по този начин наречената синаптична гъвкавост. Някои връзки сред невроните се ускоряват, до момента в който други отслабват, според от новата информация, която мозъкът получава.

Най-важният въпрос обаче остава: Как мозъкът избира кои връзки да трансформира? Това се назовава „ проблем на разпределянето на заслугата “ – кои синапси са „ отговорни “ за триумфа на едно ново държание и би трябвало да се подсилят?

Изследователите следят непосредствено интензивността на синапсите в действително време. Те внедряват специфични биосензори в невроните на мишки, които светят, когато е налична интензивност.

След това ги образоват да натискат лост в отговор на звуков сигнал, с цел да получават вода.

Резултатите са изненада за учените: не всички синапси на един и същи неврон следват едни и същи правила. Част от тях работят съгласно класическото предписание на Хеб: „ Неврони, които се задействат дружно, се свързват по-силно “. Но други синапси – даже върху същия неврон – се трансформират по друг метод, изцяло без значение от интензивността на клетката.

Това изобретение демонстрира, че мозъкът употребява разнообразни тактики за учене по едно и също време, според от местоположението на синапсите. По този метод той може да обработва разнообразни видове информация редом.

Новият модел на образование в мозъка може да изясни за какво хората по едно и също време могат да запомнят факт, да обработват страсти и да реагират на обстановки – с висока акуратност и скорост.

Оказва се, че невроните не просто „ съхраняват “ информация – те интелигентно сортират по какъв начин да се приспособяват съгласно типа на информацията, която получават.
Какво следва?
Това изобретение отваря нови хоризонти за приложения в медицината и технологиите. Разбирането на „ разпоредбите “, по които се трансформират връзките сред невроните, може да се окаже значимо за лекуването на неврологични и психиатрични болести, както и за основаването на по-интелигентни и адаптивни системи за изкуствен интелект.

Много болести на мозъка – в това число меланхолия, шизофрения и болест на Алцхаймер – са свързани с нарушавания в синаптичната гъвкавост, т.е. в способността на синапсите да се ускоряват или да отслабват.

Например, при депресивни положения може да се следи прекалено намаляване на връзките в зони на мозъка, свързани с възприемането на наслаждение, което затруднява позитивните прочувствени реакции.

Ако учените схванат по какъв начин обикновено действа тази гъвкавост, те ще могат по-ясно да дефинират какво се обърква при болесттите – и да основат по-точни и ефикасни лечения.

Откритията също по този начин могат да окажат въздействие и върху развиването на AI технологиите. Повечето модели за изкуствен интелект през днешния ден се базират на изкуствени мрежи от неврони, въодушевени от човешкия мозък.

Начинът, по който тези системи „ учат “, постоянно употребява идентични, опростени правила за смяна на връзките – нещо, което е надалеч от сложността на действителния мозък.

Ако невроните в мозъка могат по едно и също време да употребяват разнообразни правила за учене, то същото може да се приложи и в AI системите: да се основават по-гъвкави, по-ефективни и по-реалистични логаритми, които учат като мозъка – освен бързо, само че и тъкмо, даже когато става въпрос за комплицирани, непредвидими обстановки.
Какво още не знаем?
Въпреки оптимистичните възгледи, занапред следва методът, по който работи човешкият мозък, да бъде изцяло оценен. Все още не е изцяло ясно за какво другите групи синапси следват разнообразни правила и какво тъкмо разрешава на невроните да употребяват няколко метода за учене редом.

Остават въпроси, само че всичко към този момент сочи към идната огромна цел на невронауката – да разбере освен по какъв начин мозъкът съхранява мемоари, само че и по какъв начин може да бъде възобновен, усъвършенстван или моделиран.