Вскрытие механизмов памяти − это ключ к разгадке повышения эффективности запоминания информации, сохранению её функции при различных патологических процессах и старении, шаг к созданию гибридных нейронных чипов.
Единицей функциональной активностью коры головного мозга является вертикально расположенная группа клеток с преобладанием связей по вертикальной оси над их числом в горизонтальной плоскости, которая получила название кортикальная колонка. Парадоксальность заключается в том, что связи между нейронами носят случайный характер, поэтому введённая в такую сеть информация превращается в хаотическое распределение нейронного возбуждения. Как же в таких условиях происходит сохранение и обработка информации?
В 2000-х гг. Владимиром и Константином Крамаренко была разработана компьютерная модель искусственной нейронной сети.
Все элементы данной сети функционируют синхронно. Каждая переменная (нейрон) регулируется другими, служащими ей входами. Такая архитектура позволяет нейронам влиять друг на друга в соответствии с небольшим набором правил. Поступающее во входной слой изображение приводит к активации слоёв колонки за счёт вертикальных связей нейронов. Поскольку параметры сети случайны, изображение превращается в хаотическую мозаику нейросетевого возбуждения, которое затем переходит к ограниченному набору устойчивых состояний (аттракторов). В результате межслоевой интеграции в колонке формируется исходное изображение введённого в нейросеть объекта, т. е. происходит запоминание. Нейронная сеть такого типа отличается высокой надёжностью, даже если часть нейронов выйдет из строя, она всё равно сохранит свою функцию. Действительно, на протяжение жизни нейроны постоянно погибают, но сложные психические функции, в т. ч. память, как правило, не страдают.
Однако не только мозг обладает эксклюзивом на функцию запоминания и сохранения информации
Ещё в середине XX века американский зоопсихолог James McConnell обнаружил, что после регенерации обе половины (как имевшая, так и не имевшая головной мозг) поперечно разрезанных планарий сохраняют информацию о выработанном условном рефлексе. Во втором эксперименте McConnell измельчал и скармливал обученных червей «новичкам», и последние начинали демонстрировать наличие рефлекса. Было сделано предположение о том, что память может сохраняться в виде специфичных молекул информационной РНК, каждая из которых отвечает за определённое воспоминание. Эту гипотезу косвенно подтверждают эксперименты шведского биохимика Holger Hyden, зафиксировавшего резкое увеличения концентрации РНК в нейронах обучаемых животных.
Опыты McConnell были воспроизведены в СССР (хотя целью исследований советских учёных было как раз опровержение их результатов), а затем и полвека спустя Michael Levin и Tal Shomrat подтвердили способность животного, утратившего головную часть тела, восстанавливать выработанные в ходе тренировок навыки.
В 2013 году Kerry Ressler и Brian Dias получили доказательство генетической памяти. Учёные приучили самцов мышей избегать ацетофенона (основного компонента запаха черёмухи). Почувствовав этот запах, животные вздрагивали и убегали. Когда потомство подросло, мышата реагировали на запах черёмухи так же, как и их родители. Тоже самое наблюдалось и у внуков обучившихся животных. Приобретённый навык передавался только по отцовской линии, что не удивительно, ведь особи женского пола рождаются уже с готовым набором яйцеклеток, а сперматогенез у мужчин происходит в течение всей жизни. Таким образом можно заключить, что информация запоминается, записывается на молекулы ДНК и передается потомкам.
Результаты этих работ могут изменить наше представление о механизмах памяти, дать возможность частично или полностью восстанавливать воспоминания и заложить основу новым гибридным технологиям сохранения, переработки и воспроизведения информации в средствах искусственного интеллекта, обеспечить человеку прямой доступ к базам данных и произвести революцию в информационном обществе.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Загадки мозга и искусственный интеллект»:
