Dit is hoe het brein herinneringen combineert om problemen op te lossen

Het brein bevat onze geest en onze herinneringen en we vertrouwen op de mogelijkheden voor informatieverwerking wanneer we iets nieuws willen leren. maar, Hoe combineert het brein herinneringen om problemen op te lossen?

Mensen hebben het vermogen om onze herinneringen creatief te combineren om problemen op te lossen en nieuwe kennis op te doen. Dit proces hangt grotendeels af van herinneringen aan specifieke evenementen. Deze herinneringen staan ​​bekend als episodisch geheugen.

Hoewel episodisch geheugen algemeen is bestudeerd, kunnen de huidige theorieën niet gemakkelijk uitleggen hoe mensen hun episodische herinneringen kunnen gebruiken om tot deze nieuwe ideeën te komen. Een nieuw onderzoek biedt een nieuwe manier om inzicht te krijgen in de manier waarop het menselijk brein individueel herinneringen verbindt om problemen op te lossen.

De studie, uitgevoerd door een team van neurowetenschappers en kunstmatige intelligentieonderzoekers bij DeepMind, Otto von Guericke Magdeburg University en het Duitse centrum voor neurodegeneratieve ziekten (DZNE), is gepubliceerd in het tijdschrift neuron.

Nieuw hersenmechanisme om herinneringen te herstellen

De onderzoekers stellen het volgende voorbeeld voor om uit te leggen hoe geheugenherstel is geactiveerd. Stel je voor dat je een vrouw ziet rijden met haar auto op straat. De volgende dag zie je een man in dezelfde straat in dezelfde auto rijden. Dit zou de herinnering kunnen oproepen aan de vrouw die je de dag ervoor zag en je zou kunnen redeneren dat het een echtpaar is dat samen leeft, omdat ze een auto delen.

Onderzoekers stellen een nieuw hersenmechanisme voor dat het mogelijk maakt om herinneringen te herstellen om het herstel van andere herinneringen die op deze manier gerelateerd zijn te activeren. Met dit mechanisme kunnen meerdere gekoppelde herinneringen worden hersteld, zodat de hersenen nieuwe soorten ideeën zoals deze kunnen creëren.

Net als de standaardtheorieën van het episodisch geheugen, de auteurs veronderstellen dat individuele herinneringen worden opgeslagen als afzonderlijke geheugensporen in een gebied van de hersenen dat de hippocampus wordt genoemd..

Volgens Raphael Koster, DeepMind-onderzoeker en co-auteur van het onderzoek, episodische herinneringen kunnen ons vertellen of we iemand al kenden of waar we onze auto parkeerden, bijvoorbeeld. "Het hippocampale systeem is compatibel met dit type geheugen, wat cruciaal is voor snel leren", verklaart.

In tegenstelling tot standaardtheorieën, onderzoekt de nieuwe theorie een onbewaakte anatomische verbinding die de hippocampus verlaat naar de naburige entorhinale cortex, maar dan onmiddellijk weer binnenkomt. De onderzoekers dachten dat deze terugkerende verbinding is wat het mogelijk maakt dat herstelde herinneringen van de hippocampus het herstel van andere gerelateerde herinneringen activeren.

De associatie van herinneringen om problemen op te lossen

De onderzoekers bedachten een manier om deze theorie te testen door functionele magnetische resonantie beeldvorming te nemen hoge resolutie De studie werd uitgevoerd met 26 jonge mannen en vrouwen tijdens het uitvoeren van een taak waarbij ze informatie nodig hadden over afzonderlijke evenementen.

De vrijwilligers werden paar foto's getoond: een aan de ene kant en een andere aan een object of een plaats. Elk afzonderlijk object en elke afzonderlijke plaats verscheen in twee paren afzonderlijke foto's, die elk aan een ander gezicht waren gekoppeld. Dit betekende dat elk paar foto's via het gedeelde object of de afbeelding van de plaats aan een ander paar was gekoppeld.

In een tweede fase van het experiment, de onderzoekers testten of de deelnemers de indirecte verbinding tussen de twee gekoppelde gezichten konden afleiden een gezicht laten zien en hen vragen te kiezen tussen twee andere gezichten. Een van de opties, de juiste, was gekoppeld aan hetzelfde object of beeld van de plaats, en een.

De onderzoekers voorspelden dat het gepresenteerde gezicht zou het ophalen van het gematchte object of de overeenkomstige plaats activeren en daarom zou het hersenactiviteit veroorzaken die zou overgaan van de hippocampus naar de entorhinale cortex. Daarnaast verwachtten de onderzoekers ook bewijzen te vinden dat deze activiteit later zou terugkeren naar de hippocampus om het herstel van het juiste gekoppelde gezicht te activeren..

Met behulp van gespecialiseerde technieken die door henzelf zijn ontwikkeld, de onderzoekers waren in staat om de delen van de entorhinale cortex te scheiden die informatie verschaffen aan de hippocampus. Hierdoor konden ze de activatiepatronen bij de ingang en uitgang van de hippocampus afzonderlijk nauwkeurig meten..

De onderzoekers programmeerden een computeralgoritme om onderscheid te maken tussen de activering van scènes en objecten binnen deze regio's van binnenkomst en vertrek. Het algoritme werd alleen toegepast wanneer gezichten op het scherm werden getoond. Als het algoritme de aanwezigheid van informatie over de scène of het object in deze proeven aangeeft, kan dit alleen worden gecontroleerd door herinneringen opgehaald uit de gekoppelde scène of foto's van objecten.

Volgens de onderzoekers hebben deze gegevens dat aangetoond wanneer de hippocampus een herinnering herwint, gaat de activering niet over op de rest van de hersenen, maar circuleert terug naar de hippocampus. Dit mechanisme zou degene zijn die het herstel van andere gerelateerde herinneringen zou ontketenen.

Onderzoekers beschouwen de resultaten van het algoritme als een synthese van nieuwe en oude theorieëns. "De resultaten zouden als het beste van beide werelden kunnen worden beschouwd: je behoudt het vermogen om individuele ervaringen te onthouden door ze gescheiden te houden, terwijl je tegelijkertijd gerelateerde herinneringen tijdens het vliegen op het punt van herstel kunt combineren", zegt Dharshan Kumaran, co-auteur van de studie.

Volgens Kumaran, deze vaardigheid is nuttig, bijvoorbeeld, om te begrijpen hoe verschillende delen van een verhaal bij elkaar passen, iets dat niet mogelijk is als je alleen een herinnering uit het geheugen ophaalt.

De auteurs geloven dat de resultaten van deze studie zou kunstmatige intelligentie kunnen helpen om in de toekomst sneller te leren. Martin Chadwick, co-auteur van de studie, legt uit dat hoewel er veel domeinen zijn waarin kunstmatige intelligentie superieur is, mensen toch een voordeel hebben wanneer taken afhankelijk zijn van het flexibele gebruik van episodisch geheugen. In die zin, zegt Chadwick, "Als we de mechanismen kunnen begrijpen die mensen dit toestaan, is de hoop om ze te repliceren in onze kunstmatige intelligentiesystemen, waardoor ze in staat zijn om sommige problemen in minder tijd op te lossen".

6 curiositeiten over het brein die je misschien niet kende In dit artikel zullen we enkele van die curiositeiten over het menselijk brein gaan zien. Sommigen kennen ze misschien al, anderen niet. Meer lezen "