نورولوژیستهای دانشگاه کالیفرنیا سندیگو با استفاده از تکنیکهای پیشرفته تصویربرداری، نحوه تغییر سیناپسها و نورونها در طول یادگیری را آشکار کردهاند.
یافتههای جدید درباره یادگیری مغز
پژوهش منتشرشده در ۱۷ آوریل در مجله ساینس نشان میدهد که برخلاف تصور رایج، نورونها هنگام یادگیری از مجموعه قوانین ثابتی پیروی نمیکنند. در عوض، هر نورون میتواند از چندین قانون متفاوت استفاده کند و سیناپسهای نواحی مختلف یک نورون، قوانین متمایزی را دنبال میکنند.
ویلیام جیک رایت، نیتن هدریک و تاکاکی کومییاما با بهرهگیری از تصویربرداری دو-فوتونی، فعالیتهای مغزی موشها را با جزئیات بیسابقه رصد کردند. این روش به آنها امکان داد تا ورودیها و خروجیهای تغییرات نورونی را در لحظه وقوع مشاهده کنند.
<figcaption class="wp-element-caption"نورونها و شاخههای آنها به نام دندریت در قشر مغز موش
جیک رایت، نویسنده اول مطالعه، بیان میکند وقتی مردم از پلاستیسیته سیناپسی صحبت میکنند، معمولا آن را پدیدهای یکنواخت در سراسر مغز در نظر میگیرند. پژوهش ما درک شفافتری از نحوه تغییر سیناپسها ارائه میدهد که میتواند پیامدهای مهمی برای سلامت داشته باشد.
حل مسئله تخصیص اعتبار در مغز
نورولوژیستها مدتهاست با مسئله تخصیص اعتبار روبرو بودهاند سیناپسها فقط به اطلاعات محلی دسترسی دارند، اما در کنار هم رفتارهای پیچیدهای را شکل میدهند. کشف اینکه نورونها همزمان از چندین قانون پیروی میکنند، پایههای درک این مکانیزم را دگرگون کرده است.
تاکاکی کومییاما، نویسنده ارشد، میگوید این کشف اساس درک ما از نحوه حل مسئله تخصیص اعتبار توسط مغز را تغییر میدهد، زیرا نشان میدهد هر نورون میتواند محاسبات متفاوتی در بخشهای زیرسلولی گوناگون انجام دهد.
کاربردها در هوش مصنوعی و درمان بیماریها
یافتهها دیدگاههای تازهای برای طراحی شبکههای عصبی مصنوعی بر پایه قوانین چندگانه در واحدهای مجزا فراهم میآورد. همچنین میتواند راهکارهای نوینی برای درمان اعتیاد، اختلال استرس پس از سانحه، بیماری آلزایمر و اوتیسم ارائه دهد.
رایت افزود این پژوهش بنیادی برای درک عملکرد عادی مغز ایجاد میکند تا بتوانیم درک بهتری از آنچه در بیماریهای مختلف اشتباه میرود، پیدا کنیم.
پژوهشگران اکنون قصد دارند بیشتر کاوش کنند تا بفهمند چگونه نورونها میتوانند همزمان از قوانین مختلف استفاده کنند و مزایای این مکانیزم چیست. این مطالعه چندساله با حمایت مؤسسه ملی سلامت آمریکا (NIH) انجام شده است.