Ljudske moždane ćelije su mnogo moćnije nego što su naučnici mislili

Jedna ljudska moždana ćelija bi mogla biti mnogo moćnija nego što su naučnici smatrali. Istraživači su otkrili da kortikalni neuroni mogu da izvode izuzetno složene računice, što im daje sposobnosti kao da su više sićušni biološki računari nego jednostavni prekidači „uključeno-isključeno“. Ovo bi moglo pomoći u objašnjenju zašto ljudski mozak podržava sposobnosti kao što su jezik, imaginacija i matematika.

Nova studija sugeriše da pojedinačni ljudski neuroni mogu da obavljaju mnogo složenije računice nego neuroni drugih sisara. To otkriće daje novo viđenje šta bi ljudski mozak moglo činiti tako neobičnim.

Preporučujemo

Kako ljudski mozak proizvodi sposobnosti kao što su jezik, imaginacija, matematika i invencija? Decenijama su naučnici odgovor uglavnom tražili u veličini i povezanosti. Ljudski mozak sadrži oko 100 milijardi neurona, povezanih u ogromnu mrežu.

Međutim, novo istraživanje ukazuju da se još jedan važan deo objašnjenja može naći na mnogo sitnijem nivou, u izuzetnim kapacitetima procesuiranja kod individualnih moždanih ćelija.

Ljudski neuroni su moćni procesori informacija

Istraživači su otkrili da neuroni u ljudskom korteksu funkcionišu kao značajno složeniji procesori informacija („mikročipovi“) u poređenju sa sličnim ćelijama kod drugih sisara. Ovi rezultati otvaraju mogućnost da su pojedinačni gradivni blokovi ljudskog korteksa neobično moćni, što bi moglo pomoći u objašnjenju kako su ljudi razvili izuzetne kognitivne sposobnosti. Istraživanje su vodili naučnici sa Hebrejskog univerziteta u Jerusalimu, u saradnji sa amsterdamskim Slobodnim univerzitetom.

„Ljudi često o neuronu razmišljaju kao o jednostavnom prekidaču koji se uključuje ili isključuje. Mi pokazujemo da je pojedinačni ljudski neuron sam po sebi izuzetno sofisticiran računarski uređaj“, kažu autori.

Merenje računarske snage moždane ćelije

Da bi istražili koliko računanja jedan neuron može da izvede, istraživači su kreirali novu metodu za merenje računarske složenosti individualnih moždanih ćelija. Kombinovali su napredno kompjutersko modeliranje sa veštačkom inteligencijom da bi utvrdili koliko bi naprednoj veštačkoj nervnoj mreži (ANN) bilo teško da nauči i reprodukuje odnos između informacija koje ulaze u neuron i odgovora koji proizvodi.

Osnovna ideja je jednostavna: ako je veštačkom „blizancu“ potrebna veća složenost da bi imitirao ponašanje biološkog neurona, onda biološki neuron ima veću računarsku snagu.

Rezultati su pokazali izrazitu prednost neurona u ljudskom korteksu. Njihova bogato razgranata dendritska stabla i specijalne električne karakteristike omogućavaju im da izvode iznenađujuće sofisticirane računice na ulaznim informacijama, uključujući vizuelni input (npr. razlikovanje slika mačaka od slika pasa).

Drugim rečima, individualni ljudski kortikalni neuron je mnogo više od osnovne „uključeno-isključeno“ komponente. Svaka ćelija može da funkcioniše kao sofisticirana računarska jedinica sama po sebi, sa računarskim sposobnostima sličnim kao kod dubokih nervnih mreža.

Novi pogled na ljudsku inteligenciju

Ovi nalazi dovode u pitanje dugotrajnu ideju da inteligencija proizilazi prvenstveno iz broja neurona u mozgu i veza između njih. Umesto toga, istraživanje sugeriše da je složenost pojedinačnih neurona takođe mogla značajno doprineti evoluciji ljudske kognicije.

Istraživači su takođe razvili sistematičan i široko primenljiv okvir za povezivanje fizičke strukture moždanih ćelija sa onim što te ćelije mogu da obrade. Ovaj pristup bi mogao pomoći naučnicima da se približe razumevanju kako ljudski mozak proizvodi misao, učenje i kogniciju.

Ljudski neuroni bi mogli inspirisati novu veštačku inteligenciju. Današnji vodeći sistemi mašinskog učenja izgrađeni su od veoma pojednostavljenih veštačkih jedinica. Novo istraživanje ukazuje na drugačiju mogućnost: veštačku inteligenciju inspirisanu mozgom i sačinjenu od veštačkih jedinica koje su same računarski duboke i moćne, sličnije kapacitetima bioloških neurona.

(Telegraf Nauka/Science Daily)