Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Jak mózg wykonuje złożone zadania

Ludzki mózg doskonale radzi sobie ze skomplikowanymi zadaniami, takimi jak rozwiązywanie problemów. Zrozumienie sposobu wykonywania złożonych zadań pozwoli naukowcom i inżynierom stworzyć inteligentne urządzenia, które uwolnią nas od niskopoziomowych mechanistycznych czynności.
Jak mózg wykonuje złożone zadania
Uczestnicy finansowanego przez UE projektu EMCOREP (Emergence of complex internal representations in humans) przeanalizowali behawioralne i obliczeniowe podstawy sensorycznego uczenia się u osób dorosłych i dzieci, przyjmując zintegrowane, interdyscyplinarne podejście oparte na testach behawioralnych, analizach obliczeniowych i pracy teoretycznej.

Uczeni zaczęli od opracowania modelu obliczeniowego, który najlepiej odzwierciedla funkcjonowanie mózgu. Zaproponowano model probabilistyczny, który zakłada, że mózg nadaje wagę wszystkim przychodzącym informacjom zależnie od ich „prawdopodobieństwa”. Mimo że taka strategia zapewnia najbardziej optymalne pod względem efektywności działanie, zwłaszcza w przypadku zadań złożonych, nadal istnieje wiele niewiadomych w zakresie jej implementacji.

Z tego powodu przeprowadzono testy behawioralne oraz modelowanie pozwalające określić, czy taki model może zostać zaimplementowany w mózgu. Udało się również doświadczalnie zademonstrować różne oznaki problematycznych zachowań. Wyniki wyraźnie wskazują, że podczas uczenia się nieznanych informacji, jak również systematyzowania wiedzy, człowiek korzysta bardziej z metod probabilistycznych niż skojarzeniowych.

Możliwe jest, że działania probabilistyczne dotyczą wyłącznie wysoce kognitywnych funkcji mózgu, zaś niskopoziomowa percepcja sensoryczna jest głęboko zakodowana. Na kolejnym etapie projektu EMCOREP starano się określić, jak bardzo tego typu zachowania są fundamentalne dla kory mózgowej. Uzyskane rezultaty dowodzą, że mózg oblicza prawdopodobieństwo już na pierwszym etapie przetwarzania informacji ze zmysłów.

Uczestnicy projektu EMCOREP ocenili, czy model probabilistyczny właściwie opisuje procesy wewnętrzne i ich wpływ na mózg oraz sprawdzili w jakim stopniu proces decyzyjny zależy od podjętych wcześniej decyzji. Odkryto istnienie silnej tendencyjności, na którą wpływają jednak procesy złożone, gdzie do rozpoznanych zmian stałego stanu otoczenia przypisywane są odpowiednie wagi.

Przeprowadzone doświadczenia sugerują, że w korze mózgowej mogą zachodzić procesy obliczeniowe oparte na próbach. Zbadano również, czy te oparte na próbach procesy mogą zostać wykorzystane w modelach hierarchicznych celem przetestowania ich pod kątem wykorzystania w bardziej złożonych zadaniach, takich jak przetwarzanie obrazu.

Na końcowym etapie projektu sprawdzono hipotezę, zgodnie z którą dorośli i dzieci przetwarzają informacje w zupełnie różny sposób.

Wszystkie badania przeprowadzone w ramach projektu EMCOREP pozwoliły dokonać ogromnego postępu w zrozumieniu znaczenia roli modeli probabilistycznych dla funkcji kory mózgowej.

Powiązane informacje

Tematy

Life Sciences

Słowa kluczowe

EMCOREP, model probabilistyczny, procesy wewnętrzne, kora mózgowa, procesy oparte na próbach
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę