Як матерія навчилась думати

Нова дисципліна – мережева нейробіологія – дозволяє зрозуміти, як розумова діяльність народжується із точно припасованої взаємодії між різними ділянками мозку – пишуть Макс Бертолеро і Даніелле С. Бассетт у журналі Scientific American.

Мережі присутні скрізь у нашому житті. Кожного дня ми користуємося складною мережею доріг, залізничних колій, морських шляхів і повітряних трас поміж аеропортами. Іноді ці мережі сягають далеко поза наш безпосередній досвід. Подумаймо хоч би про World Wide Web, лінії високої напруги чи й про весь Всесвіт, Молочний Шлях якого є тільки дрібним вузлом у безкрайній мережі галактик. Але з цього переліку найбільш складних мереж зв’язку мало яка може зрівнятися за рівнем складності з тією, що знаходиться у нашому черепі.

В останніх роках нейро-науки здобули славу – сьогодні багато людей з легкістю розрізняють ефектно забарвлені образи «освітлених» ділянок у мозку підчас виконання різноманітних розумових активностей. Однією з таких ділянок є скронева частка, відповідальна за пам’ять, іншою – потилично-тім’яна борозна, у задній частині черепа, де аналізуються зорові сигнали.

У цьому пазлі, який стосується способу функціонування людського мозку, досі не вистачало голістичного підходу, який би вказував на те, як всі ті окремі ділянки співдіють і як з цього виникає наша особливість. У нашій лабораторії, а також в інших осередках, за допомогою мови, запозиченої з математичної теорії графів, ми пробуємо описувати, аналізувати і передбачати складні взаємини, що відбуваються у мозку, засипаючи таким чином прірву між хаотичним на вигляд передаванням електричних сигналів нейронами і найрізноманітнішими пізнавальними діями, такими як відчуття, запам’ятовування, ухвалення рішень, самонавчання чи ініціювання руху. Ця нова сфера нейронних мереж базується на ідеї, що окремі райони мозку є відповідальними за проведення конкретної, окресленої діяльності. Кажучи найзагальніше: наш мозок, а вслід за цим і нашу особистість, можна визначити як розгалужену мережу 100 млрд нервових клітин і щонайменше 100 більйонів зв’язків поміж ними, тобто синапс, де пересилаються сигнали.

Наука про нейронні мережі намагається добитися до ядра цієї складності. Ми вже можемо моделювати дані, отримані зі сканування мозку у вигляді графів, які складаються з граней і вершин. В цього типу графах вершини представляють будь-які одиниці, напр. нейрони чи – в іншому контексті – аеропорти. Грані служать як з’єднання між вершинами – можемо собі це уявити як розгалужені дендрити чи лінії льоту повітряних суден. У нашій праці весь людський мозок зредукований до близько 300 вершин. Окремі ділянки можна з’єднувати гранями, які відповідають структурним з’єднанням в рамках мозку: грубим в’язанкам нейронних кабелів, званим білою істотою, які пов’язують різні мозкові осередки.

Завдяки описові і аналізу цих мереж ми можемо вже краще розуміти пізнавальні функції мозку, не кажучи вже про можливість ефективнішого діагностування різних психічних розладів, таких як депресія. Забігаючи в майбутнє, розуміння нейронних мереж сприятиме поступові у розбудові штучного розуму, розробці нових ліків, а також технік, що дозволять коригувати ті нейронні ділянки, які погано функціонують, як у випадку депресії, а можливо – ще й розвиткові генної терапії для подолання психічних хвороб.

 

Джерело

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

0 0
Підписатись

Підписка

Щоб отримувати повідомлення про нові публікації, підпишіться на нашу розсилку!

Ім'я *

Email *

Виберіть категорію, яка цікавить:

Суспільство
Глобалізація
Небезпека
Світ про Україну
Геостратегія
Ти елемент Універсуму
Духовність і культура
Альтернативна історія
Геоекономіка
Наука і технології
Історія і сучасність
Роздуми

Translate

Дякую!

Тепер редактори знають.