آیا تا به حال فکر کردهاید که ذهن ما چگونه میتواند اینقدر انعطافپذیر باشد؟ ما میتوانیم وظایف بیشماری، از درست کردن قهوه گرفته تا رانندگی، را یاد بگیریم و به راحتی بین آنها جابجا شویم. یک مطالعه جدید و شگفتانگیز نوری بر این توانایی خارقالعاده میتاباند و نشان میدهد که مغز ما رفتارهای پیچیده را از مجموعهای مشترک از اجزای عصبی ساده و قابل استفاده مجدد میسازد.
این فرآیند را مانند قطعات لگو در نظر بگیرید. به جای داشتن یک مدار مغزی منحصربهفرد برای هر عمل، به نظر میرسد مغز دارای یک جعبه ابزار از «زیرفضاهای عصبی» است—گروههایی از نورونها که وظایف خاصی مانند تشخیص یک رنگ، شناسایی یک شکل یا برنامهریزی یک حرکت را بر عهده دارند. برای انجام یک کار پیچیده، مغز به سادگی این بلوکهای ساختمانی را به ترتیب درست ترکیب میکند. این مفهوم با نام ترکیبپذیری (Compositionality) شناخته میشود و کلید سازگاری ماست.
برای بررسی این موضوع، محققان میمونها را آموزش دادند تا بین سه وظیفه مرتبط جابجا شوند. به میمونها یک محرک بصری نشان داده میشد که هم از نظر شکل و هم رنگ متغیر بود و آنها باید با حرکت چشم به یک هدف خاص، آن را دستهبندی میکردند. طراحی هوشمندانه و ترکیبی این وظایف به شرح زیر بود:
- وظیفه ۱ (S1): دستهبندی شکل (مثلاً «بانی» در مقابل «تی») و پاسخ در امتداد یک محور حرکتی خاص (مثلاً بالا-چپ یا پایین-راست).
- وظیفه ۲ (C2): دستهبندی رنگ (مثلاً «قرمز» در مقابل «سبز») و پاسخ در امتداد محوری متفاوت (مثلاً بالا-راست یا پایین-چپ).
- وظیفه ۳ (C1): این وظیفه ترکیبی بود. میمونها باید رنگ را دستهبندی میکردند (درست مانند C2) اما در امتداد محور حرکتی وظیفه S1 پاسخ میدادند. این وظیفه اساساً «قانون رنگ» را از یک وظیفه و «قانون حرکت» را از وظیفهای دیگر بازاستفاده میکرد.
با ثبت فعالیت عصبی، دانشمندان به کشفی پیشگامانه دست یافتند. آنها دریافتند که اطلاعات مربوط به ویژگیهای محرک (شکل، رنگ) و اعمال حرکتی در زیرفضاهای عصبی مجزایی نمایش داده میشوند که در هر سه وظیفه به اشتراک گذاشته شده بودند. هنگامی که یک میمون وظیفهای را انجام میداد، مغز آن به طور فعال بازنمایی را از زیرفضای حسی مربوطه (مانند «زیرفضای رنگ») به زیرفضای حرکتی مربوطه (مانند «زیرفضای حرکت محور ۱») تبدیل میکرد.
این یافته نشاندهنده یک فرآیند پویا و انعطافپذیر است. مغز برای هر وظیفه به صورت ثابت سیمکشی نشده است. در عوض، یک باور در مورد قوانین وظیفه فعلی را حفظ میکند و از آن باور برای درگیر کردن و هدایت انعطافپذیر اطلاعات بین «ماژولهای» حسی و حرکتی مشترک و صحیح استفاده میکند.
در اصل، این تحقیق شواهد محکمی ارائه میدهد که مغز ما با ترکیبپذیری این بازنماییهای عصبی بنیادی به انعطافپذیری شگفتانگیز خود دست مییابد. این بینش نه تنها برای درک شناخت انسان حیاتی است، بلکه برای توسعه هوش مصنوعی پیشرفتهتر و شبیهتر به انسان که بتواند به سرعت یاد بگیرد و با موقعیتهای جدید سازگار شود نیز بسیار مهم است.
از منبع اصلی بیشتر بیاموزید: Nature