Otak kita mengandungi algoritma asas yang membolehkan kita bukan sahaja mengenali kucing dalam sebarang gambar di Internet, tetapi juga mencetuskan kecerdasan yang menjadikan kita siapa: makhluk pintar, manusia.
"Di tengah-tengah pengiraan otak kita yang rumit adalah logik matematik yang agak sederhana," kata Dr Joe Tsien, ahli sains saraf di Georgia College of Medicine di Universiti Augusta. Dia bercakap mengenai "teori pelakuran" nya, prinsip asas pemasangan dan hubungan berbilion neuron kita.
"Kepintaran banyak mengenai bekerja dengan ketidakpastian dan kemungkinan yang tidak berkesudahan," kata Tsien. Ia lahir ketika sekumpulan neuron yang serupa membentuk pelbagai kumpulan yang memproses perkara asas: mengenali makanan, tempat tinggal, rakan dan musuh. Kumpulan-kumpulan ini kemudian bergabung menjadi Motif Kesambungan Fungsional (FMP) untuk menangani setiap kemungkinan asas-asas ini, misalnya, menyimpulkan bahawa nasi adalah sebahagian daripada kumpulan makanan penting yang sesuai dengan Thanksgiving sebagai lauk. Semakin kompleks pemikirannya, semakin banyak neuron dikumpulkan dalam satu kumpulan (atau "clique," seperti yang disebut oleh saintis).
Ini bermaksud, misalnya, bahawa kita bukan sahaja mengenali kerusi pejabat, tetapi juga pejabat di mana kita melihat kerusi itu, dan kita tahu bahawa kita duduk di kerusi ini di pejabat ini.
"Anda tahu ini adalah pejabat, sama ada di rumah anda atau di Gedung Putih," kata Tsien, menyatakan bahawa kemampuan untuk mengkonseptualisasikan pengetahuan adalah salah satu dari banyak perkara yang membezakan kita dari komputer.
Tsien pertama kali menerbitkan teorinya pada Oktober 2015 dalam jurnal Trends in Neuroscience. Sekarang dia dan rakan-rakannya telah mendokumentasikan algoritma ini di tujuh bidang otak yang berbeza yang berkaitan dengan asas-asas ini seperti makanan dan ketakutan pada tikus dan hamster. Alasan mereka diterbitkan dalam jurnal Frontiers in Systems Neuroscience.
"Agar prinsip ini bersifat universal, ia mesti berfungsi di banyak rangkaian saraf, jadi kami memilih tujuh kawasan otak yang berbeza dan tiba-tiba melihat prinsip ini berfungsi di semua bidang ini," katanya.
Otak manusia, nampaknya, tidak dapat berfungsi tanpa organisasi yang paling kompleks - sangat diperlukan oleh 86 bilion neuron, walaupun setiap neuron mempunyai puluhan ribu sinaps, dan di antara semua neuron ini terdapat triliunan interaksi. Dan di atas semua hubungan yang tak terhitung jumlahnya adalah kenyataan sebilangan besar perkara yang mungkin difahami dan dikaji oleh setiap kita.
Video promosi:
Ahli sains saraf dan pakar komputer telah lama bertanya-tanya bagaimana otak bukan sahaja dapat menyimpan maklumat tertentu seperti komputer, tetapi juga - tidak seperti teknologi paling moden - untuk mengklasifikasikan dan meringkaskan maklumat menjadi pengetahuan dan konsep abstrak.
"Banyak orang telah lama menganggap bahawa harus ada prinsip reka bentuk dasar dari mana kecerdasan mengalir dan otak berkembang, seperti heliks ganda DNA dan kod genetik yang dimiliki oleh semua organisma," kata Tsien. "Kami sampai pada kesimpulan bahawa otak dapat berfungsi dari logika matematik yang sangat mengejutkan."
Inti teori sebatian Tjien adalah algoritma n = 2i-1, yang menentukan bilangan kumpulan (atau "clique" seperti yang dipanggil oleh saintis) untuk PMF, dan yang membolehkan para saintis meramalkan jumlah kumpulan yang diperlukan untuk mengenali pilihan makanan, misalnya kerangka ujian teori.
N adalah bilangan kumpulan saraf yang dihubungkan dengan semua cara yang mungkin; 2 - bermaksud bahawa neuron dalam kumpulan ini menerima atau tidak menerima input; i adalah maklumat yang mereka terima; -1 adalah bahagian matematik, membolehkan anda mempertimbangkan semua kemungkinan.
Untuk menguji teori tersebut, mereka meletakkan elektrod di kawasan otak untuk "mendengarkan" tindak balas neuron atau potensi tindakan mereka dan mengkaji bentuk gelombang unik yang dihasilkan oleh tindakan ini. Mereka memberi haiwan kombinasi yang berbeza dari empat makanan yang berlainan, seperti biskut tikus biasa, bola gula, beras dan susu, dan seperti yang diramalkan oleh teori sambungan, para saintis dapat mengenal pasti semua 15 kumpulan neuron yang berbeza yang bertindak balas terhadap potensi kombinasi makanan.
Klik saraf nampaknya sudah terhubung ketika perkembangan otak, karena mereka segera muncul ketika pilihan makanan dibuat. Peraturan asas matematik ini tetap hampir tidak berubah walaupun preskripsi NMDA untuk belajar dan ingatan dimatikan setelah otak membesar.
Para saintis juga mendapati bahawa ukuran penting kerana walaupun otak manusia dan haiwan mempunyai korteks enam lapis - lapisan luar otak yang memainkan peranan penting dalam fungsi otak yang lebih tinggi seperti pembelajaran dan ingatan - panjang otak manusia yang memanjang memberi lebih banyak ruang untuk klik dan PMF. kata Tsien. Walaupun lilitan keseluruhan otak gajah pasti lebih besar daripada otak manusia, kebanyakan neuronnya terletak di otak kecil, yang jauh lebih kecil daripada korteks serebrum. Cerebellum lebih aktif terlibat dalam koordinasi otot, yang dapat menjelaskan kelincahan mamalia besar dengan ukurannya yang besar.
ILYA KHEL
