So kombiniert das Gehirn Erinnerungen, um Probleme zu lösen

Das Gehirn beherbergt unseren Geist und unsere Erinnerungen und wir verlassen uns auf seine Informationsverarbeitungsfähigkeiten, wenn wir etwas Neues lernen wollen. Aber, Wie kombiniert das Gehirn Erinnerungen, um Probleme zu lösen??

Menschen haben die Fähigkeit, unsere Erinnerungen kreativ zu kombinieren, um Probleme zu lösen und neues Wissen zu erlangen. Dieser Vorgang hängt weitgehend von Erinnerungen für bestimmte Ereignisse ab. Diese Erinnerungen werden als episodisches Gedächtnis bezeichnet.

Obwohl das episodische Gedächtnis umfassend untersucht wurde, erklären die derzeitigen Theorien nicht leicht, wie Menschen ihre episodischen Erinnerungen nutzen können, um zu diesen neuartigen Ideen zu gelangen. Eine neue Untersuchung bietet a Eine neue Art zu verstehen, wie das menschliche Gehirn Erinnerungen individuell verbindet, um Probleme zu lösen.

Die Studie wurde von einem Team von Neurowissenschaftlern und Forschern im Bereich künstliche Intelligenz von DeepMind, der Universität von Otto von Guericke Magdeburg und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in der Zeitschrift veröffentlicht Neuron.

Neuer Gehirnmechanismus, um Erinnerungen wiederherzustellen

Die Forscher schlagen das folgende Beispiel vor, um zu erklären, wie die Speicherwiederherstellung aktiviert wird. Stellen Sie sich vor, Sie sehen eine Frau, die ihr Auto die Straße hinunter fährt. Am nächsten Tag sehen Sie einen Mann, der dasselbe Auto in derselben Straße fährt. Dies könnte die Erinnerung an die Frau auslösen, die Sie am Tag zuvor gesehen haben, und Sie könnten vermuten, dass es sich um ein zusammenlebendes Paar handelt, da sie sich ein Auto teilen.

Die Forscher schlagen einen neuen Gehirnmechanismus vor, der es ermöglicht, Erinnerungen wiederherzustellen, um die Wiederherstellung anderer auf diese Weise zusammenhängender Erinnerungen zu aktivieren. Dieser Mechanismus ermöglicht die Wiederherstellung mehrerer verknüpfter Erinnerungen, wodurch das Gehirn neue Ideen wie diese erzeugen kann.

Gemeinsam mit den Standardtheorien des episodischen Gedächtnisses, Die Autoren postulieren, dass einzelne Erinnerungen als separate Gedächtnisspuren in einer Region des Gehirns gespeichert werden, die als Hippocampus bezeichnet wird..

Laut Raphael Koster, DeepMind-Forscher und Co-Autor der Studie, episodische Erinnerungen können uns sagen, ob wir bereits jemanden kannten oder wo wir unser Auto geparkt haben, zum beispiel. "Das Hippocampalsystem ist mit dieser Art von Speicher kompatibel, was für ein schnelles Lernen von entscheidender Bedeutung ist.", erklärt.

Im Gegensatz zu Standardtheorien erforscht die neue Theorie eine unbeaufsichtigte anatomische Verbindung, die den Hippocampus an den benachbarten entorhinalen Kortex überlässt, dann aber sofort wieder eintritt. Die Forscher dachten das Diese wiederkehrende Verbindung ermöglicht es wiederhergestellten Speichern des Hippocampus, die Wiederherstellung anderer verwandter Speicher auszulösen.

Die Verbindung von Erinnerungen, um Probleme zu lösen

Die Forscher entwickelten einen Weg, diese Theorie durch funktionelle Magnetresonanztomographie zu testen hohe Auflösung Die Studie wurde mit 26 jungen Männern und Frauen durchgeführt, während sie eine Aufgabe erledigten, bei der sie Informationen über verschiedene Ereignisse einholen mussten.

Den Freiwilligen wurden Paare von Fotografien gezeigt: auf einer Seite und auf einem Objekt oder Ort. Jedes einzelne Objekt und jeder Ort erschien in zwei Paaren von separaten Fotos, von denen jedes mit einem anderen Gesicht verbunden war. Dies bedeutet, dass jedes Paar von Fotos über das gemeinsam genutzte Objekt oder das Bild des Ortes mit einem anderen Paar verknüpft wurde.

In einer zweiten Phase des Experiments, Die Forscher testeten, ob die Teilnehmer auf die indirekte Verbindung zwischen den beiden verbundenen Gesichtern schließen konnten ein Gesicht zeigen und sie bitten, zwischen zwei anderen Gesichtern zu wählen. Eine der Optionen, die richtige, wurde mit demselben Objekt oder Bild des Ortes gepaart.

Die Forscher haben das vorausgesagt Das dargestellte Gesicht würde den Abruf des übereinstimmenden Objekts oder Ortes auslösen und daher würde es eine Gehirnaktivität verursachen, die vom Hippocampus in den entorhinalen Cortex übergehen würde. Darüber hinaus erwarteten die Forscher auch Beweise dafür, dass diese Aktivität später in den Hippocampus zurückkehren würde, um die Erholung des richtigen verbundenen Gesichts zu aktivieren..

Mit speziellen Techniken, die von ihnen selbst entwickelt wurden, Die Forscher waren in der Lage, die Teile des entorhinalen Kortex zu trennen, die dem Hippocampus Informationen liefern. Dies ermöglichte ihnen, die Aktivierungsmuster am Ein- und Ausgang des Hippocampus getrennt zu messen..

Die Forscher programmierten einen Computeralgorithmus, um zwischen der Aktivierung von Szenen und Objekten in diesen Eingangs- und Ausgangsbereichen zu unterscheiden. Der Algorithmus wurde nur angewendet, wenn Gesichter auf dem Bildschirm angezeigt wurden. Wenn der Algorithmus das Vorhandensein von Informationen über die Szene oder das Objekt in diesen Versuchen anzeigte, konnte dies nur durch aus der verknüpften Szene abgerufene Erinnerungen oder durch Fotos von Objekten gesteuert werden.

Nach Angaben der Forscher zeigten diese Daten das Wenn der Hippocampus ein Gedächtnis wiederherstellt, wird die Aktivierung nicht an den Rest des Gehirns weitergeleitet, sondern zirkuliert wieder in den Hippocampus zurück. Dieser Mechanismus würde derjenige sein, der die Wiederherstellung anderer verwandter Speicher freisetzen würde.

Die Forscher betrachten die Ergebnisse des Algorithmus als eine Synthese aus neuen und alten Theoriens. "Die Ergebnisse können als das Beste aus beiden Welten betrachtet werden: Sie behalten die Fähigkeit, sich an individuelle Erlebnisse zu erinnern, indem sie getrennt bleiben, während gleichzeitig verwandte Erinnerungen im Augenblick der Genesung kombiniert werden können.", sagt Dharshan Kumaran, Mitautor der Studie.

Laut Kumaran, Diese Fähigkeit ist nützlich, zum beispiel, zu verstehen, wie verschiedene Teile einer Geschichte zusammenpassen, etwas, das nicht möglich ist, wenn Sie nur einen Speicher aus dem Speicher wiederherstellen.

Die Autoren glauben, dass die Ergebnisse von Diese Studie könnte dazu beitragen, dass künstliche Intelligenz in Zukunft schneller lernen kann. Martin Chadwick, Mitautor der Studie, erklärt, dass, obwohl es viele Bereiche gibt, in denen künstliche Intelligenz überlegen ist, der Mensch immer noch einen Vorteil hat, wenn Aufgaben von der flexiblen Verwendung des episodischen Gedächtnisses abhängen. In diesem Sinne sagt Chadwick, "Wenn wir die Mechanismen verstehen können, die es den Menschen ermöglichen, dies zu tun, besteht die Hoffnung, dass sie in unseren künstlichen Intelligenzsystemen repliziert werden, sodass sie einige Probleme in viel kürzerer Zeit lösen können.".

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