Hjernen vår inneholder en grunnleggende algoritme som lar oss ikke bare gjenkjenne katter i noen bilder på Internett, men også utløser intelligensen som gjør oss til den vi er: intelligente vesener, mennesker.
"I hjertet av våre komplekse hjerneberegninger er relativt enkel matematisk logikk," sier Dr. Joe Tsien, en nevrolog ved Georgia College of Medicine ved Augusta University. Han snakker om sin "fusjonsteori", det grunnleggende prinsippet om samlingen og forholdet mellom våre milliarder nevroner.
"Intelligens handler mye om å jobbe med usikkerhet og uendelige muligheter," sier Tsien. Den blir født når en gruppe lignende nevroner danner en rekke grupper som behandler grunnleggende ting: gjenkjenne mat, ly, venner og fiender. Disse gruppene samles deretter i Funksjonelle tilkoblingsmotiver (FMP) for å håndtere alle muligheter for disse grunnleggende, for eksempel å konkludere med at ris er en del av en viktig matgruppe som vil passe Thanksgiving som tilbehør. Jo mer kompleks tanken er, jo flere nevroner blir banket sammen (eller "klike", som forskeren kaller det).
Dette betyr for eksempel at vi ikke bare kjenner igjen kontorstolen, men også kontoret der vi så stolen, og vi vet at vi satt i denne stolen på dette kontoret.
"Du vet at dette er et kontor, enten du er hjemme eller i Det hvite hus," sier Tsien og bemerker at evnen til å konseptualisere kunnskap er en av de mange tingene som skiller oss fra datamaskiner.
Tsien publiserte først teorien sin i oktober 2015 i tidsskriftet Trends in Neuroscience. Nå har han og kollegene dokumentert denne algoritmen i syv forskjellige områder av hjernen assosiert med disse grunnleggende ting som mat og frykt hos mus og hamstere. Begrunnelsen deres ble publisert i tidsskriftet Frontiers in Systems Neuroscience.
"For at dette prinsippet skal være universelt, må det fungere i mange nevrale kretsløp, så vi valgte syv forskjellige regioner i hjernen og plutselig så dette prinsippet fungere i alle disse områdene," sier han.
Den menneskelige hjerne ser ut til å ikke kunne fungere uten den mest komplekse organisasjonen - det er sårt behov for 86 milliarder nevroner, til tross for at hvert nevron kan ha titusenvis av synapser, og mellom alle disse nevronene er det billioner av interaksjoner. Og på toppen av alle disse utallige sammenhengene er virkeligheten av et uendelig antall ting som hver av oss antagelig kan forstå og studere.
Kampanjevideo:
Nevrforskere og dataeksperter har lenge lurt på hvordan hjernen er i stand til å ikke bare holde spesifikk informasjon, som en datamaskin, men også - i motsetning til selv de mest moderne teknologiene - til å klassifisere og oppsummere informasjon i abstrakt kunnskap og konsepter.
"Mange mennesker har lenge antatt at det må være et grunnleggende designprinsipp som intelligens strømmer fra og hjernen utvikler seg, som DNA-dobbeltspiralen og den genetiske koden som finnes i alle organismer," sier Tsien. "Vi kom til den konklusjonen at hjernen kan arbeide ut fra overraskende enkel matematisk logikk."
I hjertet av Tjiens sammensatte teori er n = 2i-1-algoritmen, som bestemmer antall grupper (eller "klikker" som forskeren kaller dem) som trengs for en PMF, og som lar forskere forutsi antall grupper som trengs for å gjenkjenne matalternativer, for eksempel rammeverk for teoriprøving.
N er antall nevrale grupper som er koblet sammen på alle mulige måter; 2 - betyr at nevroner i denne gruppen mottar eller ikke mottar input; jeg er informasjonen de mottar; -1 er matematikkdelen, slik at du kan vurdere alle mulighetene.
For å teste teorien plasserte de elektroder i et område av hjernen for å "lytte" til nevronenes responser eller deres handlingspotensial og for å studere de unike bølgeformene som genereres av disse handlingene. De ga dyrene forskjellige kombinasjoner av fire forskjellige matvarer, som vanlige gnagerkaker, sukkerkuler, ris og melk, og som spådd av forbindelsesteorien, var forskerne i stand til å identifisere alle de 15 forskjellige gruppene nevroner som reagerer på den potensielle variasjonen av matkombinasjoner.
Nevrale klikk ser ut til å virke koblet allerede under hjernens utvikling, fordi de dukket opp umiddelbart når matvalg ble tatt. Denne grunnleggende matematiske regelen forble nesten uendret selv når NMDA-resept for læring og hukommelse ble slått av etter at hjernen vokste opp.
Forskere har også funnet ut at størrelse betyr noe, selv om hjernen til mennesker og dyr har seks-lags cortex - det ytre laget av hjernen som spiller en nøkkelrolle i høyere hjernefunksjoner som læring og hukommelse - gir den ekstra lengdelengden på den menneskelige hjerne mer rom for klikk og PMF. sier Tsien. Selv om den generelle omkretsen av elefantens hjerne definitivt er større enn den menneskelige hjernen, ligger de fleste av nevronene i lillehjernen, som er mye mindre enn hjernebarken. Cerebellum er mer aktivt involvert i muskelkoordinering, noe som kan forklare smidigheten til et stort pattedyr med sin gigantiske størrelse.
ILYA KHEL
