Каждую секунду когнитивные функции наш мозг Они обрабатывают огромный объем информации, чтобы предсказать будущее и предвидеть, что произойдет в следующий момент. Удивительно, правда? Однако это настолько естественный процесс, что мы его не осознаем: это фундаментальный механизм нашего выживания. И вот теперь ученые впервые узнали, как это работает.
Роль коры головного мозга
Кора головного мозга, самая большая часть мозга млекопитающих, играет решающую роль в когнитивных функциях. У человека он отвечает за восприятие, мышление, память и принятие решений. Недавняя гипотеза предполагает, что Его основная функция — предсказывать будущие события., обрабатывая новую сенсорную информацию и сравнивая ее с предыдущими ожиданиями.
Исследование опубликовано в журнале Нейрон (Я связываю это здесь) предоставляет существенные доказательства в поддержку этой теории. Исследование, проведенное под руководством доктора. Юрий Шимкив, научный сотрудник в лаборатории профессора Рафаэль Юсте, представляет собой важный шаг вперед в понимании прогностической роли коры головного мозга.
Кора головного мозга как машина памяти
«Мы обнаружили, что кора головного мозга действует как машина памяти, кодируя новый опыт и предсказывая ближайшее будущее», — объясняет Шимков.
Профессор Юсте подчеркивает важность этого открытия для понимания как нормального функционирования мозга, так и таких расстройств, как шизофрения, при которых кора головного мозга, по-видимому, функционирует неправильно. Он объясняет, что новое — это разница между тем, что мы предсказываем, и тем, что происходит на самом деле.
Когнитивные функции и механизм обнаружения новизны
Группа начала свое исследование с разработки эксперимента по определению того, как мыши реагируют на комбинацию знакомых и новых сенсорных стимулов. В качестве стимулов использовались звуки разной высоты. Исследовав слуховую кору мышей, они обнаружили, что кластеры нейронов реагируют не только на воспроизводимый звук, но и на степень его новизны.
Интересно, что они заметили, что каждый звук оставлял след нейронной активности, который они назвали «эхо», которое отслеживало сенсорные входы с течением времени и формировало кратковременные воспоминания о недавних входах.
Для дальнейшего изучения этих результатов группа создала модель нейронной сети слуховой коры и обучила ее обнаруживать новые стимулы. Модель воспроизвела то, что наблюдалось у мышей, продемонстрировав, что сети нейронов также используют «отголоски» активности для запоминания модели окружающей среды и используют ее для обнаружения изменений.
Создана ли кора головного мозга для «предсказания» будущего? Значение для понимания шизофрении
Как уже упоминалось, исследование также предлагает новое понимание основной роли коры головного мозга в шизофрении. Врачам уже много лет известно, что люди, страдающие шизофренией, плохо отличают новую информацию от старой.
«Мы очень рады, что эти результаты могут углубить наше понимание этой важнейшей части мозга и потенциально дать важную информацию о том, когда эти когнитивные функции выходят из строя, а также о способах их исправления», — говорит он. Юсте.
Будущее исследования
Значение этого открытия огромно. Понимание того, как мозг может предсказывать будущее и реагировать на события, может привести к появлению новых методов лечения неврологических и психиатрических расстройств. Не говоря уже о разработке более совершенных систем искусственного интеллекта, вдохновленных естественным функционированием мозга.
Исследование показывает, что предсказание будущего — это не просто вспомогательная функция мозга, а одна из его фундаментальных способностей, глубоко интегрированная в то, как мы воспринимаем окружающий мир и взаимодействуем с ним.
