Sådan kombinerer hjernen minder med at løse problemer

Hjernen huser vores sind og vores minder, og vi er afhængige af dets informationsbehandlingsfunktioner, når vi sætter os op for at lære noget nyt. men, Hvordan kombinerer hjernen minder til at løse problemer?

Mennesker har evnen til kreativt at kombinere vores minder for at løse problemer og opnå ny viden. Denne proces afhænger i vid udstrækning af minder om bestemte begivenheder. Disse minder er kendt som episodisk hukommelse.

Selvom episodisk hukommelse er blevet studeret bredt, viser de nuværende teorier ikke let, hvordan folk kan bruge deres episodiske minder til at komme op med disse nye ideer. En ny undersøgelse tilbyder a ny måde at forstå den måde, hvorpå den menneskelige hjerne individuelt forbinder minderne med at løse problemer.

Undersøgelsen, udført af et team af neurovidenskabere og kunstig intelligensforskere hos DeepMind, Otto von Guericke Magdeburg Universitet og Det Tyske Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE), er blevet offentliggjort i tidsskriftet neuron.

Ny hjerne mekanisme til at genoprette minder

Forskerne foreslår følgende eksempel for at forklare, hvordan hukommelsesgendannelse er aktiveret. Forestil dig at se en kvinde køre sin bil ned ad gaden. Næste dag ser du en mand køre samme bil på samme gade. Dette kan udløse hukommelsen til den kvinde, du så dagen før, og du kunne begrunde, at det er et par, og at de bor sammen, da de deler en bil.

Forskere foreslår en ny hjernemekanisme, der muliggør genoprettelse af minder for at aktivere genoprettelsen af ​​andre minder, der er relateret på denne måde. Denne mekanisme muliggør genopretning af flere sammenhængende minder, som derefter giver hjernen mulighed for at skabe nye typer ideer som disse.

Til fælles med standardteorierne om episodisk hukommelse, Forfatterne postulerer, at individuelle minder bliver lagret som separate hukommelsesspor i en region af hjernen kaldet hippocampus..

Ifølge Raphael Koster, DeepMind forsker og medforfatter af undersøgelsen, episodiske minder kan fortælle os, om vi allerede kendte nogen, eller hvor vi parkerede vores bil, for eksempel. "Hippocampalsystemet er kompatibelt med denne type hukommelse, hvilket er afgørende for hurtig læring", forklarer.

I modsætning til standardteorier udforsker den nye teori en uovervåget anatomisk forbindelse, der efterlader hippocampus til den nærliggende entorhinale cortex, men genindtræder straks igen. Forskerne troede det denne tilbagevendende forbindelse er det, der tillader genoprettede minder fra hippocampus at udløse genoprettelsen af ​​andre relaterede minder.

Forening af minder for at løse problemer

Forskerne udtænkte en måde at teste denne teori ved at tage funktionel magnetisk resonansbilleddannelse høj opløsning Undersøgelsen blev udført med 26 unge mænd og kvinder, mens de udførte en opgave, der krævede, at de fik information om separate begivenheder.

Frivillige blev vist par fotografier: den ene på den ene side og den anden på et objekt eller et sted. Hver enkelt objekt og sted optrådte i to par separate billeder, der hver især var forbundet med et andet ansigt. Dette betød, at hvert par fotos var knyttet til et andet par gennem det delte objekt eller billedet af stedet.

I en anden fase af eksperimentet, forskerne testede om deltagerne kunne konkludere den indirekte forbindelse mellem de to forbundne ansigter viser et ansigt og beder dem om at vælge mellem to andre ansigter. En af mulighederne, den rigtige, blev parret med samme objekt eller billede af stedet, og a.

Forskerne forudsagde det det præsenterede ansigt ville udløse genoprettelsen af ​​det matchede objekt eller sted og derfor ville det forårsage hjerneaktivitet, der ville passere fra hippocampus til entorhinal cortex. Desuden forventede forskerne at finde bevis for, at denne aktivitet senere ville vende tilbage til hippocampus for at aktivere genoprettelsen af ​​det korrekte forbundne ansigt..

Brug af specialiserede teknikker udviklet af sig selv, forskerne var i stand til at adskille de dele af entorhinal cortex, der giver information til hippocampus. Dette gjorde det muligt for dem at måle aktiveringsmønstrene nøjagtigt ved indgangen og udgangen af ​​hippocampus separat..

Forskerne programmerede en computeralgoritme til at skelne mellem aktiveringen af ​​scener og genstande inden for disse områder for indgang og udgang. Algoritmen blev kun anvendt, når ansigter blev vist på skærmen. Hvis algoritmen angav tilstedeværelsen af ​​oplysninger om scenen eller objektet i disse forsøg, kunne den kun styres af hukommelser hentet fra den sammenknyttede scene eller billeder af objekter.

Ifølge forskerne viste disse data det når hippocampus genvinder en hukommelse, passerer aktiveringen ikke til resten af ​​hjernen, men recirkulerer tilbage til hippocampus. Denne mekanisme ville være den, der ville frigøre genopretningen af ​​andre relaterede minder.

Forskere tænker på resultaterne af algoritmen som en syntese af nye og gamle teoriers. "Resultaterne kunne betragtes som de bedste af begge verdener: Du bevarer evnen til at huske individuelle erfaringer ved at holde dem adskilt, samtidig med at relaterede minder kan kombinere på flugt på genoprettelsesstedet", siger Dharshan Kumaran, medforfatter af undersøgelsen.

Ifølge Kumaran, denne færdighed er nyttig, for eksempel, at forstå, hvordan forskellige dele af en historie passer sammen, noget der ikke er muligt, hvis du kun genopretter en hukommelse fra hukommelsen.

Forfatterne mener, at resultaterne af denne undersøgelse kan hjælpe kunstig intelligens til at lære hurtigere i fremtiden. Martin Chadwick, medforfatter af undersøgelsen, forklarer, at selv om der er mange domæner, hvor kunstig intelligens er overlegen, har mennesker stadig en fordel, når opgaver afhænger af den fleksible brug af episodisk hukommelse. I den forstand siger Chadwick, "Hvis vi kan forstå de mekanismer, der tillader folk at gøre dette, er håbet at replikere dem inden for vores kunstige intelligenssystemer, hvilket giver dem mulighed for at løse nogle problemer på meget mindre tid".

6 kuriositeter om hjernen, som du måske ikke vidste I denne artikel vil vi se nogle af disse nysgerrigheder om den menneskelige hjerne. Nogle kan allerede kende dem, men andre må ikke. Læs mere "