כך המוח משלב זיכרונות כדי לפתור בעיות

המוח הוא הבית של המוח והזיכרונות שלך. לפיכך, אתה סומך על יכולתו לעבד מידע כאשר אתה מחליט ללמוד משהו חדש. אבל איך המוח משלב זיכרונות כדי לפתור בעיות?

לבני אדם יש את היכולת לשלב באופן יצירתי את זיכרונותיהם כדי לפתור בעיות ולהשיג ידע חדש. תהליך זה תלוי מאוד בזיכרונות מאירועים ספציפיים. סוגים אלה של זיכרונות ידועים כ"זיכרונות אפיזודיים ".

למרות שמדענים חקרו בהרחבה זיכרון אפיזודי, התיאוריות הנוכחיות אינן מסבירות בקלות כיצד אנשים משתמשים בו כדי להגיע לרעיונות חדשים. בהקשר זה, מחקר חדש מציע דרך חדשה להבין כיצד המוח האנושי מחבר זיכרונות בודדים כדי לפתור בעיות.

מחקר של צוות של מדעני מוח וחוקרי בינה מלאכותית ב-DeepMind, Otto-von-Guericke-University Magdeburg, והמרכז הגרמני למחלות ניווניות של עצבים פורסם בכתב העת Neuron.

מנגנון מוחי חדש לשחזור זיכרונות

החוקרים הציעו את הדוגמה הבאה כדי להסביר כיצד המוח מפעיל אחזור זיכרון. תאר לעצמך שאתה רואה אישה נוהגת במכונית שלה. למחרת, אתה רואה אדם נוסע באותה מכונית באותו רחוב. זה יכול להוביל לזיכרון של האישה שראית יום קודם, ואולי אתה חושב שהם זוג שחי יחד מאז שהם חולקים מכונית.

החוקרים מציעים שזה קורה בגלל מנגנון מוחי חדש שמאפשר לשחזר זיכרונות. זה, בתורו, מפעיל את השליפה של זיכרונות קשורים אחרים. מנגנון זה מאפשר שליפה של זיכרונות מקושרים מרובים המאפשרים מאוחר יותר למוח ליצור סוגים חדשים של רעיונות.

כמו תיאוריות זיכרון אפיזודיות סטנדרטיות, הכותבים משערים שזיכרונות בודדים מאוחסנים כעקבות של זיכרונות מופרדים באזור של המוח הנקרא היפוקמפוס.

לדברי רפאל קוסטר, חוקר DeepMind ושותף למחקר, זיכרונות אפיזודיים יכולים לומר לך אם כבר פגשת מישהו או היכן החנית את המכונית שלך, למשל. "המערכת של ההיפוקמפוס תואמת לסוג זה של זיכרון, שהוא חיוני ללמידה מהירה של דברים", הסביר.

שלא כמו תיאוריות סטנדרטיות, החדש הזה בוחן קשר אנטומי שיוצא מההיפוקמפוס לקליפת המוח האנטורינאלית השכנה, אך מאוחר יותר חוזר ישירות פנימה.

לפיכך, החוקרים מאמינים שהחיבור החוזר הזה מאפשר לזיכרונות שנשלפו מההיפוקמפוס לעורר פתיחה של זיכרונות קשורים אחרים.

שיוך זיכרון לפתרון בעיות

החוקרים מצאו דרך להוכיח תיאוריה זו באמצעות סריקות MRI ברזולוציה גבוהה. במחקר השתתפו 26 גברים ונשים. הם היו צריכים לבצע משימה שדרשה מהם לקבל מידע על אירועים נפרדים.

הנסיינים הראו למתנדבים זוגות תצלומים: אחד של פנים והשני של חפץ או מקום. כל אובייקט ומקום בודדים הופיעו בשני זוגות של תצלומים נפרדים, שכל אחד מהם קשור לפנים אחר. המשמעות היא שכל זוג תצלומים נקשר לזוג אחר באמצעות תמונה של אובייקט או מקום משותפים.

בשלב השני של הניסוי, חוקרים רצו לבדוק אם המשתתפים יכולים להסיק את הקשר העקיף בין שני הפנים המקושרות. לשם כך הם הראו פרצוף אחד וביקשו מהם לבחור בין שניים אחרים. אחת האפשרויות, הנכונה, הוצמדה לאותו אובייקט או מקום, והשנייה לא הייתה.

המחקרים חזו שהפנים שהוצגו יעוררו תגובת שרשרת של שחזור זיכרון עם האובייקט או המקום המזווג. כמו כן, שזה יעורר פעילות מוחית שעברה מההיפוקמפוס לקורטקס האנטורינאלי. בנוסף, החוקרים ציפו למצוא ראיות לכך שפעילות זו תחזור להיפוקמפוס כדי להפעיל את ההתאוששות של הפנים המקושרות הנכון.

אז איך זה עובד?

באמצעות הטכניקות שפיתחו, החוקרים הצליחו להפריד בין חלקי הקורטקס האנטורינאלי שסיפק מידע להיפוקמפוס. זה איפשר להם למדוד במדויק את ההפעלה בכניסה וביציאה מההיפוקמפוס בנפרד.

החוקרים תכנתו אלגוריתם מידע כדי להבחין בין הפעלה של סצינות וחפצים בתוך אזורי כניסה ויציאה אלו. הם יישמו את זה רק כשהפנים הוצגו על המסך. אם האלגוריתם הצביע על נוכחות של מידע על הסצנה או האובייקט, אזי ניתן היה לשלוט בו רק על ידי זיכרונות מאוחזרים של הסצנה או האובייקט המקושרים.

על פי ההסברים של החוקרים, נתונים אלה מראים שכאשר ההיפוקמפוס משחזר זיכרון, ההפעלה לא עוברת לשאר חלקי המוח. במקום זאת, הוא מסתובב בחזרה להיפוקמפוס. מנגנון זה מפעיל את האחזור של זיכרונות קשורים אחרים.

החוקרים רואים בתוצאות האלגוריתם סינתזה של תיאוריות חדשות וישנות. "התוצאות שקיבלנו מייצגות את הטוב משני העולמות. אתה משמר את היכולת לזכור חוויות אינדיבידואליות על ידי שמירה ביניהן בהפרדה ובו בזמן, זה מאפשר לזיכרונות הקשורים לאותם להתאחד בנקודת האחזור ", אמר דרשן קומרן, שותף ב- מחבר המחקר.

לפי קומרן, יכולת זו שימושית, למשל, בהבנת האופן שבו חלקים שונים בסיפור משתלבים זה בזה. זה לא אפשרי אם אתה מאחזר רק זיכרון אחד.

המחברים מאמינים שתוצאות המחקר הזה יכולות לעזור לתוכניות בינה מלאכותית ללמוד מהר יותר בעתיד. מרטין צ'דוויק, מחבר שותף למחקר, מסביר שלמרות שהבינה המלאכותית עדיפה במחוזות רבים, לבני אדם עדיין יש יתרון כאשר המשימה תלויה בשימוש הגמיש בזיכרון אפיזודי. במובן זה, אמר צ'דוויק, "אם אנו יכולים להבין את המנגנונים המאפשרים לאנשים לעשות זאת, התקווה היא להיות מסוגלים לשכפל את זה בתוך מערכות בינה מלאכותית, לתת להם את היכולת לפתור כמה בעיות בהרבה פחות זמן".