Research

Комп'ютерна модель допомогла краще зрозуміти, як влаштована людська пам'ять

Наш головний мозок - це дуже дивно влаштованамережу нейронів, які формують такі складні структури, що медики остаточно не розібралися в тому, як вони влаштовані, і до цього дня. Але вчені не здаються і не так давно завдяки старанню експертів з Японії ми стали знати про людської пам'яті трохи більше. Причому вченим допомогла зробити це особлива комп'ютерна модель, яка дуже точно відтворила функціонування нашої центральної нервової системи.

Наш мозок - дуже складно влаштований механізм

Як комп'ютер допоміг зрозуміти пристрій мозку

За повідомленням видання Science Daily, група вченихз Інституту науки і техніки Окінави і Науково-дослідного центру RIKEN створила штучну нейронну мережу для моделювання роботи мозку. В першу чергу їх цікавило те, як влаштована асоціативна пам'ять. Асоціативна пам'ять - це здатність пов'язувати несвязиваемие елементи і зберігати їх в пам'яті разом. Команда вчених використовувала послідовно розташовані шаблони інформації для моделювання «процесів виникнення пам'яті» і виявила, що машина здатна запам'ятовувати шаблони, навіть якщо ті не схожі один на одного. При цьому шаблони інформації не «переміщалися» з однієї ділянки в інший. Між ними формувалася нова зв'язок.

Ця проста модель показує нам, як мозокобробляє фрагменти інформації, наведені в послідовному і не послідовному порядку, - пояснює професор Томоко Фука, один з керівників проекту. Моделюючи нейрони з допомогою комп'ютерів, ми можемо почати розуміти, як відбувається обробка пам'яті в нашій власній свідомості.

Одним із принципів формування пам'яті єто, що клітини, які разом функціонують, утворюють зв'язку між собою і через якийсь час синхронізуються. Простий приклад - навчання грі на музичних інструментах. Спочатку нам складно звикнути до всього цього акордам і нотах, але з часом все системи головного мозку синхронізуються і ми набуваємо навик, про застосування якого навіть не замислюємося. Все відбувається «саме». Інший більш простий приклад - навчання мовлення, письма або ходьбі. Та й взагалі, вчитися чомусь новому - здорово. Для цього відмінно підійде наша сторінка в Яндекс.Дзен.

Орієнтовна схема пристрою асоціативної пам'яті. Овали - кластери інформації, лінії, що з'єднують овали - асоціативні зв'язки

Однак є одна проблема в вищеописаної схемою -нейробиология вважає, що для формування зв'язків і запам'ятовування функції збудження і гальмування ЦНС знаходяться в якомусь балансі, зміщеним в сторону порушення. Грубо кажучи, для того, щоб сформувати асоціативний зв'язок, ЦНС повинна «працювати швидше». Звучить логічно, але це виявилося не зовсім так. У комп'ютерну модель, створену вченими з Японії, були вбудовані функції збудження і гальмування, причому останні могли діяти як локально, так і по всій нейромережі. Виявилося, що саме гальмують елементи дозволяють моделі запам'ятовувати шаблони і формувати ділянки пам'яті.

Читайте також: Вчені вперше відновили пам'ять при хворобі Альцгеймера

Зараз вчені націлені на проведеннядодаткових досліджень, які дозволять підтвердити їх висновки на практиці. В кінцевому рахунку команда планує перейти до більш точної моделі побудови головного мозку і вивчення процесів пам'яті, сприйняття і позбавлення від небажаних спогадів. Все це допоможе не тільки в розумінні функціонування ЦНС, а й в розробці методів боротьби із захворюваннями, що супроводжуються втратою пам'яті і розумових здібностей.