Poți să te bazezi pe creierul tău?
Constatările, publicate în jurnal Natură, sugerează că creierul este inerent nesigur.
Acest lucru poate să nu pară surprinzător pentru majoritatea dintre noi, dar ne-a nedumerit pe neurologi de zeci de ani. Având în vedere că creierul este cel mai puternic dispozitiv de calcul cunoscut, cum poate funcționa atât de bine, chiar dacă comportamentul circuitelor sale este variabil?
O ipoteză de lungă durată este că circuitele creierului sunt de fapt fiabile - și variabilitatea aparent ridicată se datorează faptului că creierul dvs. este angajat în multe sarcini simultan, care se afectează reciproc.
Această ipoteză a fost testată direct de cercetătorii de la University College London.
Echipa - o colaborare între experimentaliști la Institutul Wolfson pentru Cercetări Biomedice și un teoretician, Peter Latham, de la Gatsby Computational Neuroscience Unit - s-a inspirat din celebrul efect de fluture, faptul că aripile unui fluture din Brazilia ar putea declanșa o tornadă în Texas.
Ideea lor a fost să introducă o mică perturbare în creier, echivalentul neuronal al aripilor de fluture și să întrebe ce s-ar întâmpla cu activitatea din circuit. Perturbarea ar crește și ar avea un efect de lovire, afectând astfel restul creierului sau ar dispărea imediat?
S-a dovedit a avea un efect imens. Perturbarea a fost un singur „vârf” suplimentar sau impuls nervos, introdus într-un singur neuron din creierul unui șobolan. Acel vârf suplimentar a provocat aproximativ treizeci de vârfuri suplimentare în neuronii din apropiere din creier, dintre care majoritatea au provocat încă treizeci de vârfuri suplimentare și așa mai departe.
Acest lucru poate să nu pară prea mult, având în vedere că creierul produce milioane de vârfuri în fiecare secundă. Cu toate acestea, cercetătorii au estimat că în cele din urmă acel vârf suplimentar a afectat milioane de neuroni din creier.
„Acest rezultat indică faptul că variabilitatea pe care o vedem în creier se poate datora efectiv zgomotului și reprezintă o caracteristică fundamentală a funcției normale a creierului”, a spus autorul principal Dr. Mickey London, de la Institutul Wolfson pentru Cercetări Biomedice, UCL.
Această amplificare rapidă a vârfurilor înseamnă că creierul este extrem de „zgomotos” - mult, mult mai zgomotos decât computerele.
Cu toate acestea, creierul poate îndeplini sarcini foarte complicate, cu o viteză și o precizie enorme, mult mai rapide și mai precise decât cel mai puternic computer construit vreodată (și probabil să fie construit în viitorul previzibil).
Cercetătorii UCL sugerează că pentru ca creierul să funcționeze atât de bine în fața nivelurilor ridicate de zgomot, acesta trebuie să utilizeze o strategie numită cod de viteză. Într-un cod al ratei, neuronii consideră activitatea unui ansamblu de mai mulți neuroni și ignoră variabilitatea individuală sau zgomotul produs de fiecare dintre ei.
Deci, acum știm că creierul este cu adevărat zgomotos, dar încă nu știm de ce.
Cercetătorii UCL sugerează că o posibilitate este aceea că este prețul pe care creierul îl plătește pentru conectivitate ridicată între neuroni (fiecare neuron se conectează la alți 10.000, rezultând peste 8 milioane de kilometri de cabluri în creierul uman).
Se presupune că acea conectivitate ridicată este cel puțin parțial responsabilă de puterea de calcul a creierului. Cu toate acestea, după cum arată cercetarea, cu cât este mai mare conectivitatea, cu atât creierul este mai zgomotos. Prin urmare, deși zgomotul nu poate fi o caracteristică utilă, este cel puțin un produs secundar al unei caracteristici utile.
Sursa: University College London
