Az agy valójában teljesen másképp tanul mint azt már a 20. század óta gondoljuk

Az agy egy rendkívül összetett hálózat, amit több milliárd neuron alkot ahogyan azok egyszerre kommunikálnak akár több ezer szomszédjukkal is a szinapszisaikon keresztül. Azonban a neuronok valójában a szinaptikus üzeneteik jelentős részét több rendkívül hosszú dendriteken keresztül gyűjtik be.

1949-ben Donald Hebb úttörő kutatása azt az eredményt hozta, hogy a tanulás akkor következik be az agyban, amikor a szinapszisok ereje megváltozik, amíg a neuronok az agy számítási részeként működnek. Ez máig az általánosan elterjedt nézet.

Azonban most egy új idegsejt kultúrákon végzett elméleti és kísérleti kutatás arra az eredményre jutott, hogy ez a már majdnem 70 éves elmélet hibás lehet. A Bar-Ilan Egyetem Fizika Tanszékének és a Gonda Multidiszciplináris Agy Kutató Központjának csapata kimutatta, hogy a tanulás valójában a dendriteknek köszönhető, egy a jelenleg még a szinapszisoknak tulajdonított mechanizmuson keresztül.

“A dendritekben felfedezett új tanulási folyamat sokkal gyorsabban megy végbe mint ahogy a régebbi csupán szinapszisokra hagyatkozó eset indokolná,” mondta Ido Kanter, a kutatócsapat vezetője. “Ez az új dendrit tanulási folyamatban néhány adaptív paraméter van neurononként, szemben a szinaptikus tanulás esetének több ezer apró és érzékeny paraméterével.”

Ezek szerint a tanulásban csupán pár, a neuronokhoz közel lévő dendrit játszik szerepet, ami logikusan hangzik mivel ahelyett, hogy több ezer távoli pontról próbálnál értelmezni egy adott neuron jeleit, helyette sokkal logikusabb egy pár közelben lévő pontra hagyatkozni.

Hebb elmélete annyira beitta magát a tudományos világ gyökerei közé, hogy 70 évig senki nem állt elő más feltételezéssel, ezen felül pedig mivel a szinapszisok és a dendritek egy sorba kapcsolva vannak a neuronokkal, így a tanulás folyamatának pontos helyének meghatározása nem bírt nagy jelentőséggel.

A tanulmány egy másik jelentős felfedezése, hogy a korábban jelentéktelennek gondolt gyenge szinapszisok – annak ellenére, hogy az agy jelentős részét ők alkotják – mégis fontos szerepet játszanak az agy dinamikájában, mivel ők indukálják a tanulási tényezők folyamatos váltakozását, szemben a jelenleg elfogadott nézetekkel, melyek szerint ezek a tényezők meghatározottak.

Az új tanulási folyamat az agy egy másik részén játszódik le, így a kutatók szerint újra kell vizsgálni az agyi problémák kezelésére használt megoldásokat. Ezen felül Hebb tanulmányát összefoglaló híres mondását “neurons that fire together wire together” (az együtt aktiválódó – tüzelő – neuronok egymáshoz is kapcsolódnak) is újra kell fogalmazni.

A felfedezésnek az idegkutatási jelentősége mellet, még hatalmas szerepe lehet a mély tanulás és a mesterséges intelligenciák fejlesztésében is – melyek igyekeznek biológiai alapokat követni.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.