Отдельные нейроны могут изучать не только отдельные ответы на конкретный сигнал, но и серию реакций через точно определенные промежутки времени. Об этом свидетельствует исследование Лундского университета в Швеции.
"Это похоже на нажатие пальцем по клавише пианино не один раз, а в виде запрограммированной серии из нескольких нажатий," говорит исследователь нейрофизиологии Гермунд Хесслоу.
Работа представляет собой фундаментальное исследование, но имеет отношение к развитию нейронных сетей и искусственного интеллекта, а также к исследованиям в области обучения. Например, аутизм, СДВГ и языковые расстройства у детей могут быть связаны с нарушениями этих и других основных механизмов обучения.
Обычно считается, что обучение основано на усилении или ослаблении контактов между нейронами мозга. Исследователи из Лунда ранее показали, что клетка также может обучаться привязке по времени, так что она отправляет сигнал с определенной задержкой. Теперь кажется, что нейрон можно обучить не только давать один ответ, но и целую сложную серию из нескольких ответов.
Способность мозга к обучению больше, чем считалось ранее
"Это означает, что способность мозга к обучению даже больше, чем считалось ранее!" говорит коллега Гермунда Хесслоу Дан-Андерс Джиренхед. Он считает, что в будущем искусственные нейронные сети с "обученные нейроны" могли бы более эффективно управлять более сложными задачами.
Исследование исследователей из Лунда фокусируется на способности нейронов к ассоциативному обучению и временному обучению. В экспериментах клетки научились в течение нескольких часов обучения связывать два разных сигнала. Если задержка между сигналами составляла четверть секунды, клетки учились реагировать через четверть секунды. Если интервал составлял полсекунды, клетки отвечали через полсекунды и т. Д.
Теперь исследователи показывают, что клетки могут изучать не одну, а несколько реакций в серии. "Сигнал – короткая пауза – сигнал – длинная пауза – сигнал" вызывает серию ответов с точно такими же интервалами времени: "ответ – короткая пауза – ответ – долгая пауза – ответ".
Клетки, изученные исследователями, называются клетками Пуркинье и расположены в мозжечке. Мозжечок – это часть мозга, которая контролирует положение, баланс и движения тела. Он также играет важную роль в изучении длинных серий сложных движений, требующих точной синхронизации, таких как движения рук и пальцев при игре на фортепиано.