Slik kombinerer hjernen minner for å løse problemer

Hjernen huser vårt sinn og våre minner, og vi stoler på sin informasjonskapasitet når vi har tenkt å lære noe nytt. men, Hvordan kombinerer hjernen minner for å løse problemer?

Mennesker har evnen til å kombinere våre minner kreativt, for å løse problemer og få ny kunnskap. Denne prosessen er i stor grad avhengig av minner for spesifikke hendelser. Disse minner er kjent som episodisk minne.

Selv om episodisk minne er blitt studert mye, forklarer nåværende teorier ikke lett hvordan folk kan bruke sine episodiske minner for å komme frem til disse nye ideene. En ny undersøkelse tilbyr a Ny måte å forstå hvordan menneskehjernen individuelt forbinder minner for å løse problemer.

Studien, utført av et team av nevrologer og kunstig intelligensforskere ved DeepMind, Otto von Guericke Magdeburg University og det tyske senter for neurodegenerative sykdommer (DZNE), er publisert i tidsskriftet neuron.

Ny hjernemekanisme for å gjenopprette minner

Forskerne foreslår følgende eksempel for å forklare hvordan minneutvinning er aktivert. Tenk deg at du ser en kvinne som kjører bilen sin nedover gaten. Neste dag ser du en mann som kjører samme bil på samme gate. Dette kan utløse minnet til kvinnen du så dagen før, og du kan begrunne at det er et par som bor sammen, siden de deler en bil.

Forskere foreslår en ny hjernemekanisme som vil tillate gjenopprette minner for å aktivere gjenoppretting av andre minner som er relatert på denne måten. Denne mekanismen tillater gjenoppretting av flere koblede minner, som deretter tillater hjernen å skape nye typer ideer som disse.

Til felles med standardteorier om episodisk minne, Forfatterne postulerer at individuelle minner lagres som separate minnesspor i en region av hjernen, kalt hippocampus..

Ifølge Raphael Koster, DeepMind forsker og medforfatter av studien, episodiske minner kan fortelle oss om vi allerede kjente noen eller hvor vi parkerte bilen vår, for eksempel. "Hippocampalsystemet er kompatibelt med denne typen minne, noe som er avgjørende for rask læring", forklarer.

I motsetning til standardteorier, utforsker den nye teorien en uovervåket anatomisk forbindelse som forlater hippocampusen til nabo-entorhinal cortex, men så går den straks inn igjen. Forskerne trodde det denne tilbakevendende tilkoblingen er det som tillater gjenopprettede minner fra hippocampus å utløse gjenoppretting av andre relaterte minner.

Foreningen av minner for å løse problemer

Forskerne utviklet en måte å teste denne teorien ved å ta funksjonell magnetisk resonansavbildning høy oppløsning Studien ble gjennomført med 26 unge menn og kvinner mens de utførte en oppgave som krevde at de skulle få informasjon om separate hendelser.

Frivillige ble vist par fotografier: den ene på den ene siden og den andre på en gjenstand eller et sted. Hver enkelt gjenstand og sted dukket opp i to par separate bilder, som hver for seg var knyttet til et annet ansikt. Dette betydde at hvert par bilder var koblet til et annet par gjennom det delte objektet eller bildet av stedet.

I en andre fase av forsøket, forskerne testet om deltakerne kunne utlede den indirekte forbindelsen mellom de to sammenhengende ansikter viser et ansikt og ber dem om å velge mellom to andre ansikter. En av alternativene, den riktige, ble parret med samme objekt eller bilde av stedet, og a.

Forskerne spådde det Ansiktet som presenteres, ville utløse hentingen av det matchede objektet eller stedet og derfor ville det forårsake hjerneaktivitet som ville passere fra hippocampus til entorhinal cortex. I tillegg forventet forskerne å finne bevis for at denne aktiviteten senere ville gå tilbake til hippocampus for å aktivere gjenopprettingen av det korrelerte ansiktet..

Bruk av spesialiserte teknikker utviklet av seg selv, forskerne var i stand til å skille delene av entorhinal cortex som gir informasjon til hippocampus. Dette tillot at de nøyaktig måler aktiveringsmønstrene ved inngangen og utgangen av hippocampus separat..

Forskerne programmerte en datalgoritme for å skille mellom aktivering av scener og objekter innenfor disse inngangs- og utgangsregioner. Algoritmen ble bare brukt når ansikter ble vist på skjermen. Hvis algoritmen indikerte tilstedeværelsen av informasjon om scenen eller objektet i disse forsøkene, kan det bare styres av minner hentet fra den koblede scenen eller bilder av objekter.

Ifølge forskerne viste disse dataene at når hippocampus gjenoppretter et minne, passerer aktiveringen ikke til resten av hjernen, men resirkulerer tilbake til hippocampus. Denne mekanismen ville være den som ville frigjøre utvinningen av andre relaterte minner.

Forskere tenker på resultatene av algoritmen som en syntese av nye og gamle teoriers. "Resultatene kan betraktes som det beste fra begge verdener: du opprettholder evnen til å huske individuelle erfaringer ved å holde dem skilt, samtidig som de tillater relaterte minner til å kombinere på fluen ved gjenopprettingspunktet", sier Dharshan Kumaran, medforfatter av studien.

Ifølge Kumaran, denne ferdigheten er nyttig, for eksempel, å forstå hvordan ulike deler av en historie passer sammen, noe som ikke er mulig hvis du bare gjenoppretter et minne fra minnet.

Forfatterne mener at resultatene av Denne studien kan hjelpe kunstig intelligens til å lære raskere i fremtiden. Martin Chadwick, medforfatter av studien, forklarer at selv om det er mange domener hvor kunstig intelligens er overlegen, har mennesker fortsatt en fordel når oppgavene er avhengige av den fleksible bruken av episodisk minne. I denne forstand, sier Chadwick, "Hvis vi kan forstå mekanismene som tillater folk å gjøre dette, er håp å replikere dem i våre kunstige intelligenssystemer, og gir dem muligheten til å løse noen problemer på mye mindre tid".

6 kuriositeter om hjernen som kanskje du ikke visste I denne artikkelen kommer vi til å se noen av disse kuriositeter om menneskets hjerne. Noen kan allerede kjenne dem, men andre kan ikke. Les mer "