Så här kombinerar hjärnan minnen för att lösa problem

Hjärnan hyser vårt sinne och våra minnen, och vi litar på dess informationsbehandlingsmöjligheter när vi tänker lära oss något nytt. men, Hur kombinerar hjärnan minnen för att lösa problem?

Människor har förmågan att kreativt kombinera våra minnen för att lösa problem och få ny kunskap. Denna process beror till stor del på minnen för specifika händelser. Dessa minnen är kända som episodiskt minne.

Även om episodiskt minne har studerats allmänt, förklarar nuvarande teorier inte lätt hur människor kan använda sina episodiska minnen för att komma fram till dessa nya idéer. En ny utredning erbjuder a nytt sätt att förstå hur människans hjärna individuellt förbinder minnen för att lösa problem.

Studien, utförd av ett team neurovetenskapliga och artificiella intelligensforskare vid DeepMind, Otto von Guericke Magdeburg University och det tyska centret för neurodegenerativa sjukdomar (DZNE), har publicerats i tidningen neuron.

Ny hjärnmekanism för att återställa minnen

Forskarna föreslår följande exempel för att förklara hur minnesåterställning aktiveras. Tänk dig att du ser en kvinna som kör sin bil på gatan. Nästa dag ser du en man som kör samma bil på samma gata. Detta kan utlösa minnet av den kvinna du såg dagen innan och du kan anse att det är ett par som bor tillsammans, eftersom de delar en bil.

Forskare föreslår en ny hjärnmekanism som skulle möjliggöra att återställa minnen för att aktivera återhämtningen av andra minnen som är relaterade på detta sätt. Denna mekanism möjliggör återhämtning av flera länkade minnen, som då tillåter hjärnan att skapa nya typer av idéer som dessa.

Gemensamt med de vanliga teorierna om episodiskt minne, författarna postulerar att enskilda minnen lagras som separata minnesspår i en region i hjärnan som kallas hippocampus..

Enligt Raphael Koster, DeepMind forskare och medförfattare av studien, episodiska minnen kan berätta om vi redan visste någon eller var vi parkerade vår bil, till exempel. "Hippocampalsystemet är kompatibelt med denna typ av minne, vilket är avgörande för snabbt lärande", förklarar.

Till skillnad från standardteorier utforskar den nya teorin en obevakad anatomisk förbindelse som lämnar hippocampus till den närliggande entorhina cortexen, men återkommer genast genast. Forskarna trodde det den här återkommande anslutningen är det som tillåter återställda minnen från hippocampus att utlösa återhämtningen av andra relaterade minnen.

Föreningen av minnen för att lösa problem

Forskarna utarbetade ett sätt att testa denna teori genom att ta funktionell magnetisk resonansbildning hög upplösning Studien genomfördes med 26 unga män och kvinnor medan de utförde en uppgift som krävde att de fick information om separata händelser.

Volontärerna visades par fotografier: en på ena sidan och en annan på ett objekt eller en plats. Varje enskilt objekt och plats uppträdde i två par separata bilder, var och en var associerad med ett annat ansikte. Detta innebar att varje par bilder var kopplat till ett annat par genom det delade objektet eller bilden av platsen.

I en andra fas av experimentet, forskarna testade om deltagarna kunde dra nytta av den indirekta kopplingen mellan de två länkade ansiktena visar ett ansikte och ber dem att välja mellan två andra ansikten. Ett av alternativen, den rätta, var ihop med samma objekt eller bild på platsen, och a.

Forskarna förutspådde det Det presenterade ansiktet skulle utlösa hämtningen av det matchade objektet eller platsen och därför skulle det orsaka hjärnaktivitet som skulle passera från hippocampus till entorhinal cortex. Dessutom förväntades forskarna också hitta bevis för att denna aktivitet senare skulle återvända till hippocampus för att aktivera återhämtningen av det korrekta kopplade ansiktet..

Använda specialiserade tekniker som utvecklats av sig själv, forskarna kunde separera de delar av entorhinal cortex som ger information till hippocampus. Detta gjorde det möjligt för dem att noggrant mäta aktiveringsmönstren vid ingången och utgången av hippocampus separat..

Forskarna programmerade en datoralgoritm för att skilja mellan aktivering av scener och objekt inom dessa regioner för inresa och utgång. Algoritmen applicerades endast när ansikten visades på skärmen. Om algoritmen indikerade närvaron av information om scenen eller objektet i dessa försök kunde den endast styras av minnen som hämtats från den länkade scenen eller bilder av objekt.

Enligt forskarna visade dessa data att när hippocampus återhämtar ett minne, passerar aktiveringen inte till resten av hjärnan, men recirkulerar tillbaka till hippocampus. Denna mekanism skulle vara den som skulle frigöra återhämtningen av andra relaterade minnen.

Forskare tänker på algoritmens resultat som en syntes av nya och gamla teoriers. "Resultaten kan betraktas som det bästa av båda världarna: du bevarar möjligheten att komma ihåg enskilda upplevelser genom att hålla dem åtskilda, samtidigt som de relaterade minnenna kan kombinera på flugan vid återställningsplatsen", säger Dharshan Kumaran, medförfattare av studien.

Enligt Kumaran, denna färdighet är användbar, till exempel, för att förstå hur olika delar av en historia passar ihop, något som inte är möjligt om du bara återställer ett minne från minnet.

Författarna tror att resultaten av denna studie kan hjälpa artificiell intelligens att lära sig snabbare i framtiden. Martin Chadwick, medförfattare av studien, förklarar att även om det finns många områden där artificiell intelligens är överlägsen, har människor fortfarande en fördel när uppgifterna är beroende av den flexibla användningen av episodiskt minne. I den meningen säger Chadwick, "Om vi ​​kan förstå de mekanismer som tillåter människor att göra detta är hoppet att replikera dem inom våra artificiella intelligenssystem, vilket ger dem möjlighet att lösa några problem på mycket mindre tid".

6 nyfikenheter om hjärnan som kanske du inte visste I den här artikeln kommer vi att se några av dessa nyfikenheter om människans hjärna. Vissa kanske redan känner till dem, men andra kanske inte. Läs mer "