Οι αλγόριθμοι βοηθούν στην κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου

Μια ανακάλυψη σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο οι αλγόριθμοι μπορούν να αποκτούν και να διατηρούν πληροφορίες πιο αποτελεσματικά, προσφέρει μία διαφορετική εικόνα για την ικανότητα του εγκεφάλου να απορροφά νέες γνώσεις. Τα ευρήματα των ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καταπολέμηση των γνωστικών διαταραχών και στη βελτίωση της σχετικής τεχνολογίας.

Ειδικότερα, οι επιστήμονες εστίασαν στα τεχνητά δίκτυα νευρώνων, γνωστά ως ΤΝΔ, τα οποία είναι αλγόριθμοι σχεδιασμένοι να μιμούνται τη συμπεριφορά των εγκεφαλικών νευρώνων. Όπως το ανθρώπινο μυαλό, τα ΤΝΔ μπορούν να απορροφήσουν και να ταξινομήσουν τεράστιες ποσότητες πληροφοριών. Σε αντίθεση με τον εγκέφαλό μας, ωστόσο, τα ΤΝΔ τείνουν να "ξεχνούν" αυτό που ήδη γνωρίζουν όταν εισάγεται πολύ γρήγορα η νέα γνώση.

Οι ερευνητές έχουν από καιρό θεωρήσει ότι η ικανότητά μας να μαθαίνουμε νέες έννοιες πηγάζει από την αλληλεπίδραση μεταξύ του ιππόκαμπου του εγκεφάλου και του νεοφλοιού. Ο ιππόκαμπος συλλαμβάνει νέες πληροφορίες και τις αναπαράγει κατά τη διάρκεια της ανάπαυσης και του ύπνου, ενώ ο νεοφλοιός επεξεργάζεται το νέο υλικό και επανεξετάζει τις υπάρχουσες γνώσεις του.

Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι «όταν τα ΤΝΔ παρέμειναν ένα πολύ μικρότερο υποσύνολο παλιών πληροφοριών, συμπεριλαμβανομένων κυρίως στοιχείων που ήταν παρόμοια με τη νέα γνώση που αποκτούσαν, τα έμαθαν χωρίς να ξεχάσουν αυτά που ήδη γνώριζαν», δήλωσε ο μεταπτυχιακός φοιτητής και συγγραφέας,  Rajat Saxena. Ο Saxena ηγήθηκε του έργου με τη βοήθεια του Justin Shobe, βοηθού επιστήμονα. Και οι δύο ήταν μέλη του εργαστηρίου του Bruce McNaughton, διακεκριμένου καθηγητή Νευροβιολογίας και Συμπεριφοράς.

«Αυτό επέτρεψε στα ΤΝΔ να λαμβάνουν νέες πληροφορίες πολύ αποτελεσματικά, χωρίς να χρειάζεται να επανεξετάσουν όλες τις πληροφορίες που είχαν αποκτήσει προηγουμένως», είπε ο Saxena. "Αυτά τα ευρήματα προτείνουν έναν εγκεφαλικό μηχανισμό που δίνει απάντηση στο γιατί οι ειδικοί σε κάτι μπορούν να μάθουν νέα πράγματα σε αυτόν τον τομέα πολύ πιο γρήγορα από τους μη ειδικούς. Εάν ο εγκέφαλος έχει ήδη ένα γνωστικό πλαίσιο που σχετίζεται με τις νέες πληροφορίες, το νέο υλικό μπορεί να απορροφηθεί πιο γρήγορα, επειδή αλλαγές χρειάζονται μόνο στο τμήμα του δικτύου του εγκεφάλου που κωδικοποιεί την εξειδικευμένη γνώση».

Η ανακάλυψη προσφέρει προοπτικές για την αντιμετώπιση γνωστικών ζητημάτων, σύμφωνα με τον McNaughton. «Η κατανόηση των μηχανισμών αυτών μάς δίνει πληροφορίες για το τι συμβαίνει όταν οι εγκέφαλοι δεν λειτουργούν όπως θα έπρεπε. Θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε στρατηγικές εκπαίδευσης για άτομα με προβλήματα μνήμης από τη γήρανση ή για άτομα με εγκεφαλική βλάβη. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει στην ικανότητα χειρισμού των εγκεφαλικών κυκλωμάτων,  ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να ξεπεράσουν αυτά τα ελλείμματα».

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Τέλος, τα ευρήματα προσφέρουν δυνατότητες για την κατασκευή αλγορίθμων σε μηχανήματα, όπως ιατρικό διαγνωστικό εξοπλισμό ή αυτόματα αυτοκίνητα.