В мозгу находятся наши мысли и воспоминания, и мы полагаемся на его возможности обработки информации, когда намереваемся узнать что-то новое. Но, Как мозгу удается объединять воспоминания для решения проблем?
Люди обладают способностью творчески комбинировать наши воспоминания для решения проблем и получения новых знаний.. Этот процесс во многом зависит от воспоминаний о конкретных событиях. Эти воспоминания известны как эпизодические воспоминания.
Хотя эпизодическая память широко изучается, современные теории нелегко объяснить, как люди могут использовать свои эпизодические воспоминания, чтобы прийти к этим новым идеям. Новое исследование предлагает новый способ понимания того, как человеческий мозг индивидуально связывает воспоминания для решения проблем.
Исследование, проведенное группой нейробиологов и исследователей искусственного интеллекта из DeepMind, Магдебургского университета Отто фон Герике и Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE), было опубликовано в журнале Neuron.
Новый мозговой механизм для извлечения воспоминаний
Исследователи предлагают следующий пример, чтобы объяснить, как активируется поиск в памяти. Представьте, что вы видите женщину, ведущую машину по улице. На следующий день вы видите мужчину за рулем той же машины по той же улице. Это может вызвать воспоминание о женщине, которую вы видели накануне, и вы могли бы предположить, что это пара и что они живут вместе, так как у них одна машина.
Исследователи предлагают новый механизм мозга, который позволит восстановлению воспоминаний активировать восстановление других воспоминаний, связанных таким образом.. Этот механизм позволяет извлекать несколько связанных воспоминаний, которые затем позволяют мозгу создавать новые типы идей, подобных этим.
Вместе со стандартными теориями эпизодической памяти, авторы постулируют, что отдельные воспоминания хранятся в виде отдельных следов в области мозга, называемой гиппокампом.
По словам Рафаэля Костера, исследователя DeepMind и соавтора исследования, эпизодические воспоминания могут сказать нам, знали ли мы кого-то или где припарковали машину, Например. «Система гиппокампа поддерживает этот тип памяти, который имеет решающее значение для быстрого обучения», — объясняет он.
В отличие от стандартных теорий, новая теория исследует забытую анатомическую связь, которая выходит из гиппокампа в соседнюю энторинальную кору, но затем немедленно возвращается. Исследователи думали, что Это повторяющееся соединение позволяет воспоминаниям, извлеченным из гиппокампа, запускать извлечение других связанных воспоминаний.
Ассоциация воспоминаний для решения проблем
Исследователи разработали способ проверить эту теорию с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. высокое разрешение. В исследовании приняли участие 26 юношей и девушек, которые выполняли задание, которое требовало от них получения информации об отдельных событиях.
Волонтерам показали пары фотографий.: одно от лица, другое от объекта или места. Каждый отдельный объект и место появлялись на двух отдельных парах фотографий, каждая из которых была связана с отдельным лицом. Это означало, что каждая пара фотографий была связана с другой парой через общий объект или изображение места.
На втором этапе эксперимента, исследователи проверили, могут ли участники сделать вывод о косвенной связи между двумя связанными лицами. показать одно лицо и попросить их выбрать между двумя другими лицами. Один из вариантов, правильный, был связан с тем же предметом или изображением места, а другой — нет.
Исследователи предсказали, что представленное лицо вызовет поиск парного объекта или места и, следовательно, это вызовет мозговую активность, которая будет переходить от гиппокампа к энторинальной коре головного мозга. Кроме того, исследователи также надеялись найти доказательства того, что эта активность позже вернется в гиппокамп, чтобы вызвать восстановление правильного склеенного лица.
Использование специализированных методик, разработанных самостоятельно, исследователи смогли разделить части энторинальной коры, которые предоставляют информацию в гиппокамп.. Это позволило им точно измерить паттерны активации на входе и выходе гиппокампа по отдельности.
Исследователи запрограммировали компьютерный алгоритм, чтобы различать активацию сцен и объектов в этих областях ввода и вывода. Алгоритм применялся только тогда, когда на экране отображались лица. Если алгоритм указывал на наличие информации о сцене или объекте в этих испытаниях, им можно было управлять только с помощью воспоминаний, извлеченных из связанной сцены или фотографий объектов.
Как поясняют исследователи, эти данные показали, что когда гиппокамп извлекает воспоминания, активация не передается в остальной мозг, а возвращается обратно в гиппокамп. Этот механизм может вызвать восстановление других связанных воспоминаний.
Исследователи думают о результатах алгоритмов как о синтезе старых и новых теорий.с. «Результаты можно считать лучшими из обоих миров: вы сохраняете способность вспоминать индивидуальные переживания, сохраняя их раздельно, и в то же время позволяя связанным воспоминаниям сливаться на лету в точке восстановления», — говорит Даршан Кумаран, соавтор. -автор исследования.
По словам Кумарана, этот навык полезен, Например, чтобы понять, как разные части истории сочетаются друг с другом, что невозможно, если вы извлекаете воспоминание только из памяти.
Авторы считают, что результаты это исследование может помочь искусственному интеллекту учиться быстрее в будущем. Соавтор исследования Мартин Чедвик объясняет, что, хотя есть много областей, в которых искусственный интеллект превосходит другие, люди все же имеют преимущество, когда задачи зависят от гибкого использования эпизодической памяти. В этом смысле, говорит Чедвик, «если мы сможем понять механизмы, которые позволяют людям делать это, мы надеемся, что сможем воспроизвести их в наших системах искусственного интеллекта, что даст им возможность решать некоторые проблемы за гораздо меньшее время».
