Questo è il modo in cui il cervello combina i ricordi per risolvere i problemi

Il cervello ospita la nostra mente e i nostri ricordi e ci affidiamo alle sue capacità di elaborazione delle informazioni quando intendiamo imparare qualcosa di nuovo. ma, In che modo il cervello combina i ricordi per risolvere i problemi?

Gli esseri umani hanno la capacità di combinare creativamente i nostri ricordi per risolvere problemi e ottenere nuove conoscenze. Questo processo dipende in gran parte dalle memorie per eventi specifici. Questi ricordi sono noti come memoria episodica.

Sebbene la memoria episodica sia stata ampiamente studiata, le teorie correnti non spiegano facilmente come le persone possano usare i loro ricordi episodici per arrivare a queste idee originali. Una nuova indagine offre a nuovo modo di comprendere il modo in cui il cervello umano collega individualmente i ricordi per risolvere i problemi.

Lo studio, condotto da un team di neuroscienziati e ricercatori di intelligenza artificiale presso DeepMind, Otto von Guericke Magdeburg University e il Centro tedesco per le malattie neurodegenerative (DZNE), è stato pubblicato sulla rivista Neuron.

Nuovo meccanismo cerebrale per recuperare i ricordi

I ricercatori propongono il seguente esempio per spiegare come viene attivato il recupero della memoria. Immagina di vedere una donna che guida la sua auto in fondo alla strada. Il giorno dopo, vedi un uomo che guida la stessa auto nella stessa strada. Questo potrebbe innescare il ricordo della donna che hai visto il giorno prima e potresti pensare che sia una coppia che vive insieme, visto che condividono una macchina.

I ricercatori propongono un nuovo meccanismo cerebrale che consentirebbe di recuperare i ricordi per attivare il recupero di altri ricordi correlati in questo modo. Questo meccanismo consente il recupero di più memorie collegate, che consentono al cervello di creare nuovi tipi di idee come queste.

In comune con le teorie standard della memoria episodica, gli autori postulano che le singole memorie sono memorizzate come tracce di memoria separate in una regione del cervello chiamata ippocampo..

Secondo Raphael Koster, ricercatore DeepMind e co-autore dello studio, ricordi episodici possono dirci se già conoscevamo qualcuno o dove abbiamo parcheggiato la nostra macchina, per esempio. "Il sistema ippocampale è compatibile con questo tipo di memoria, che è fondamentale per l'apprendimento rapido", spiega.

A differenza delle teorie standard, la nuova teoria esplora una connessione anatomica incustodita che lascia l'ippocampo alla corteccia entorinale vicina, ma poi rientra immediatamente. I ricercatori hanno pensato che questa connessione ricorrente è ciò che consente ai ricordi recuperati dell'ippocampo di innescare il recupero di altre memorie correlate.

L'associazione dei ricordi per risolvere i problemi

I ricercatori hanno escogitato un modo per testare questa teoria prendendo la risonanza magnetica funzionale alta risoluzione Lo studio è stato condotto con 26 giovani uomini e donne mentre svolgevano un'attività che richiedeva loro di ottenere informazioni su eventi separati.

Ai volontari sono state mostrate coppie di fotografie: uno su un lato e l'altro su un oggetto o un luogo. Ogni singolo oggetto e luogo apparivano in due coppie di foto separate, ognuna delle quali era associata a una faccia diversa. Ciò significava che ogni coppia di foto era collegata a un'altra coppia attraverso l'oggetto condiviso o l'immagine del luogo.

In una seconda fase dell'esperimento, i ricercatori hanno testato se i partecipanti potevano dedurre la connessione indiretta tra le due facce collegate mostrando una faccia e chiedendo loro di scegliere tra due altre facce. Una delle opzioni, quella corretta, era abbinata allo stesso oggetto o immagine del luogo, e a.

I ricercatori lo hanno predetto la faccia presentata innescherebbe il recupero dell'oggetto o del luogo abbinati e, quindi, causerebbe l'attività cerebrale che passerebbe dall'ippocampo alla corteccia entorinale. Inoltre, i ricercatori si aspettavano anche di trovare prove che questa attività sarebbe successivamente tornata all'ippocampo per attivare il recupero della faccia corretta collegata..

Utilizzando tecniche specializzate sviluppate da loro stessi, i ricercatori sono stati in grado di separare le parti della corteccia entorinale che forniscono informazioni all'ippocampo. Ciò ha permesso loro di misurare con precisione i pattern di attivazione all'ingresso e all'uscita dell'ippocampo separatamente..

I ricercatori hanno programmato un algoritmo informatico per distinguere tra l'attivazione di scene e oggetti all'interno di queste regioni di entrata e uscita. L'algoritmo è stato applicato solo quando le facce sono state mostrate sullo schermo. Se l'algoritmo indicava la presenza di informazioni sulla scena o sull'oggetto in queste prove, poteva essere controllato solo dai ricordi recuperati dalla scena collegata o dalle foto degli oggetti.

Secondo i ricercatori, questi dati hanno dimostrato che quando l'ippocampo recupera un ricordo, l'attivazione non passa al resto del cervello, ma ricircola all'ippocampo. Questo meccanismo sarebbe quello che scatenerebbe il recupero di altri ricordi correlati.

I ricercatori pensano ai risultati dell'algoritmo come a una sintesi di teorie nuove e vecchies. "I risultati potrebbero essere considerati il ​​meglio di entrambi i mondi: si conserva la capacità di ricordare le singole esperienze tenendole separate, e allo stesso tempo permettendo ai ricordi correlati di combinarsi al volo nel punto di ripresa", dice Dharshan Kumaran, co-autore dello studio.

Secondo Kumaran, questa abilità è utile, per esempio, per capire come si integrano le diverse parti di una storia, cosa che non è possibile se recuperi solo una memoria dalla memoria.

Gli autori credono che i risultati di questo studio potrebbe aiutare l'intelligenza artificiale a imparare più velocemente in futuro. Martin Chadwick, coautore dello studio, spiega che sebbene esistano molti domini in cui l'intelligenza artificiale è superiore, gli umani hanno ancora un vantaggio quando i compiti dipendono dall'uso flessibile della memoria episodica. In questo senso, dice Chadwick, "Se riusciamo a capire i meccanismi che consentono alle persone di farlo, la speranza è di replicarli all'interno dei nostri sistemi di intelligenza artificiale, dando loro la possibilità di risolvere alcuni problemi in molto meno tempo".

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