Εγκέφαλος και AI: Ποιες συναρπαστικές συνδέσεις αποκαλύπτει η νέα μελέτη;

Εγκέφαλος και AI: Ποιες συναρπαστικές συνδέσεις αποκαλύπτει η νέα μελέτη;

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Machine Intelligence, εξετάζει σε βάθος πώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος επεξεργάζεται τις οπτικές πληροφορίες και τις συνδέει με τη γλώσσα. Υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Δρ. Tim C. Kietzmann από το Πανεπιστήμιο του Osnabrück, ένας από τους πρώτους συγγραφείς της μελέτης, ανέπτυξε μια καινοτόμο προσέγγιση για τη διερεύνηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ οπτικής αντίληψης και γλωσσικών μοντέλων.

Στο πλαίσιο της έρευνας, στα άτομα έδειξαν εικόνες σε σαρωτή μαγνητικής τομογραφίας (MRI) ενώ καταγράφηκε η εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Η μελέτη υπέθεσε ότι το οπτικό σύστημα επεξεργάζεται τις πληροφορίες με τρόπο που είναι συμβατός με τις γλωσσικές δομές. Ο καθηγητής Δρ. Adrien Doerig, ο οποίος τώρα εργάζεται στο Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου, περιέγραψε αυτή την πιθανή σύνδεση ως μια καθολική «lingua franca» μεταξύ διαφορετικών περιοχών του εγκεφάλου.

Τεχνητή νοημοσύνη και δραστηριότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου

Ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα της μελέτης είναι ότι τα σημερινά γλωσσικά μοντέλα, ειδικά τα μεγάλα γλωσσικά μοντέλα, παρουσιάζουν αξιοσημείωτες ομοιότητες στη δραστηριότητά τους με το ανθρώπινο οπτικό σύστημα. Τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα που εκπαιδεύτηκαν από τη μελέτη ήταν σε θέση να προβλέψουν με ακρίβεια γλωσσικές αναπαραστάσεις από εικόνες. Αυτά τα μοντέλα ξεπερνούν πολλές τρέχουσες τεχνολογίες AI στην ικανότητά τους να μοντελοποιούν την εγκεφαλική δραστηριότητα.

Κεντρική εστίαση είναι η λειτουργία του μετωπιαίου λοβού, ο οποίος είναι ιδιαίτερα ενεργός κατά την επεξεργασία οπτικών πληροφοριών. Πρόσφατα ευρήματα υπογραμμίζουν ότι ο μετωπιαίος λοβός είναι υπεύθυνος όχι μόνο για την οπτική αντίληψη, αλλά και για τις γνωστικές διαδικασίες όπως η σκέψη και η λήψη αποφάσεων. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, 13 συμμετέχοντες είδαν συνολικά 28 εικόνες - συμπεριλαμβανομένων προσώπων και οικείων σημείων - με την εγκεφαλική τους δραστηριότητα να μετράται πολλές φορές με την πάροδο του χρόνου.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι ενεργοποιήσεις στον μετωπιαίο λοβό είχαν ισχυρότερες συνδέσεις με δίκτυα που βασίζονται σε κείμενο, ενώ οι συσχετίσεις με τα οπτικά δίκτυα ήταν χαμηλότερες. Αυτό υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος συνδέει στενά τις οπτικές πληροφορίες με τη γλωσσική επεξεργασία, ένα εύρημα που αμφισβητεί την παραδοσιακή άποψη ότι ο μετωπιαίος λοβός είναι αποκλειστικά αφιερωμένος σε κινητικές εργασίες και εργασίες λήψης αποφάσεων. Η μελέτη υποδηλώνει ότι όταν παρουσιάστηκαν οι εικόνες, η δραστηριότητα στον μετωπιαίο λοβό συσχετίστηκε με αποκρίσεις που σχετίζονται με το κείμενο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Οπτική αντίληψη και νέες ερευνητικές προσεγγίσεις

Μια άλλη σημαντική πτυχή της έρευνας είναι η λειτουργία των διαφορετικών οπτικών πεδίων. Το οπίσθιο οπτικό πεδίο, το οποίο αντιπροσωπεύει μόνο το 1% του συνολικού οπτικού πεδίου, παίζει καθοριστικό ρόλο σε δραστηριότητες όπως η ανάγνωση, ενώ η περιφερειακή όραση είναι ζωτικής σημασίας για τον προσανατολισμό και την πλοήγηση. Ο ρόλος της περιφερειακής όρασης συχνά δίδεται λιγότερη προσοχή, ο οποίος διερευνάται στο έργο PERFORM. Αυτό υπογραμμίζει την πολυπλοκότητα της τρανσακαδικής αντίληψης, μια διαδικασία που εξακολουθεί να είναι ελάχιστα κατανοητή.

Επιπλέον, τα παιδιά είχαν χειρότερες επιδόσεις από τους ενήλικες σε τεστ αντίληψης της περιφερειακής θέσης, αλλά έδειξαν ταχύτερες διορθώσεις μέσω των κινήσεων των ματιών. Αυτό υποδηλώνει ότι ο εγκέφαλος συμπληρώνει απρόσκοπτα κενά αισθητηριακών πληροφοριών, υπογραμμίζοντας τη συνάφεια της πολυδιάστατης αντίληψης. Αυτά τα ευρήματα ενσωματώνονται τώρα σε ένα νέο ερευνητικό έργο που ονομάζεται SENCES, το οποίο ασχολείται με την ολοκλήρωση των αισθητηριακών πληροφοριών στον εγκέφαλο.

Η συνεχής έρευνα σε αυτούς τους τομείς θα μπορούσε όχι μόνο να εμβαθύνει την κατανόησή μας για την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ οπτικής αντίληψης και γλώσσας, αλλά και να έχει πρακτικές εφαρμογές στη βελτίωση των διεπαφών εγκεφάλου-υπολογιστή και στην ανάπτυξη οπτικών προθέσεων για άτομα με προβλήματα όρασης. Δεδομένου του μεγάλου αριθμού παραμέτρων που δεν έχουν ανακαλυφθεί, παραμένει συναρπαστικό να δούμε τι θα αποκαλύψει η μελλοντική έρευνα από αυτά τα πρόσφατα ευρήματα.