Cervello e intelligenza artificiale: quali connessioni affascinanti rivela il nuovo studio?

Cervello e intelligenza artificiale: quali connessioni affascinanti rivela il nuovo studio?

Un nuovo studio pubblicato su Intelligenza artificiale della natura, esamina in modo approfondito come il cervello umano elabora le informazioni visive e le collega al linguaggio. Sotto la direzione del Prof. Dr. Tim C. Kietzmann dell'Università di Osnabrück, uno dei co-autori dello studio, ha sviluppato un approccio innovativo per esplorare l'interazione tra percezione visiva e modelli linguistici.

Come parte della ricerca, ai soggetti sono state mostrate le immagini in uno scanner per risonanza magnetica (MRI) mentre veniva registrata la loro attività cerebrale. Lo studio ha ipotizzato che il sistema visivo elabori le informazioni in modo compatibile con le strutture linguistiche. Il Prof. Dr. Adrien Doerig, che ora lavora presso la Libera Università di Berlino, ha descritto questa possibile connessione come una “lingua franca” universale tra diverse regioni del cervello.

Intelligenza artificiale e attività del cervello umano

Un risultato eccezionale dello studio è che i modelli linguistici odierni, in particolare i modelli linguistici di grandi dimensioni, mostrano notevoli somiglianze nella loro attività con il sistema visivo umano. Le reti neurali artificiali addestrate dallo studio sono state in grado di prevedere con precisione le rappresentazioni linguistiche dalle immagini. Questi modelli superano molte attuali tecnologie di intelligenza artificiale nella loro capacità di modellare l’attività cerebrale.

Un focus centrale è sul funzionamento del lobo frontale, che è particolarmente attivo durante l’elaborazione delle informazioni visive. Scoperte recenti sottolineano che il lobo frontale è responsabile non solo della percezione visiva, ma anche di processi cognitivi come il pensiero e il processo decisionale. Durante la ricerca, 13 partecipanti hanno visto un totale di 28 immagini – inclusi volti e luoghi familiari – con la loro attività cerebrale misurata più volte nel tempo.

I risultati hanno mostrato che le attivazioni nel lobo frontale avevano connessioni più forti con le reti basate sul testo, mentre le correlazioni con le reti visive erano inferiori. Ciò suggerisce che il cervello associa strettamente le informazioni visive all’elaborazione linguistica, una scoperta che sfida la visione tradizionale secondo cui il lobo frontale è esclusivamente dedicato ai compiti motori e decisionali. Lo studio suggerisce che quando le immagini venivano presentate, l’attività nel lobo frontale era correlata alle risposte legate al testo per un periodo di tempo più lungo.

Percezione visiva e nuovi approcci di ricerca

Un altro aspetto importante della ricerca è la funzione dei diversi campi visivi. Il campo visivo foveale, che rappresenta solo l’1% del campo visivo totale, svolge un ruolo cruciale in attività come la lettura, mentre la visione periferica è fondamentale per l’orientamento e la navigazione. Al ruolo della visione periferica viene spesso prestata meno attenzione, cosa che è attualmente oggetto di studio nel progetto PERFORM. Ciò evidenzia la complessità della percezione transsaccadica, un processo ancora poco compreso.

Inoltre, i bambini hanno ottenuto risultati peggiori degli adulti nei test di percezione della posizione periferica, ma hanno mostrato correzioni più rapide attraverso i movimenti oculari. Ciò suggerisce che il cervello colma perfettamente le lacune delle informazioni sensoriali, sottolineando l’importanza della percezione multidimensionale. Questi risultati vengono ora incorporati in un nuovo progetto di ricerca chiamato SENCES, che si occupa del completamento delle informazioni sensoriali nel cervello.

La ricerca continua in queste aree potrebbe non solo approfondire la nostra comprensione della complessa interazione tra percezione visiva e linguaggio, ma anche avere applicazioni pratiche nel miglioramento delle interfacce cervello-computer e nello sviluppo di protesi visive per le persone con disabilità visive. Dato il gran numero di parametri da scoprire, resta interessante vedere cosa la ricerca futura scoprirà da queste recenti scoperte.