الدماغ تحت المجهر: فك تشفير المعالجة المثلى للمعلومات!

الدماغ تحت المجهر: فك تشفير المعالجة المثلى للمعلومات!

في 9 مارس 2025، نشرت جامعة دريسدن التقنية نتائج رائدة حول كيفية عمل الدماغ البشري فيما يتعلق بمعالجة المعلومات. وفي دراسة أجريت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في هذا المنشور، أوضحت فرق بحث دولية من دريسدن، وتوبنجن، وباريس، وشنغهاي كيف يعالج الدماغ المعلومات بكفاءة ويتكيف بمرونة مع التحديات المتغيرة. يوفر هذا البحث الجديد نظرة ثاقبة لمبادئ الأهمية والترميز الفعال، وبالتالي تقليل الإشارات الزائدة عن الحاجة.

وطوّر العلماء نموذجًا رياضيًا يحاكي الشبكات العصبية لدراسة أداء الدماغ. لقد أجروا تجربة قاموا فيها بتغيير مستوى الضوضاء في الشبكات. وأظهرت النتائج أن المستوى المتوسط ​​من الضوضاء يؤدي إلى الأداء الأقصى. يعمل المستوى المعتدل من الضوضاء على تحسين معالجة المعلومات، في حين أن الضوضاء المنخفضة جدًا أو الكثيرة جدًا تضعف المرونة والكفاءة. تدعم هذه النتائج الفرضية القائلة بأن الدماغ يمكنه تحقيق التوازن بين الدقة والمرونة في ظروف الضوضاء المثالية.

الحرجة في الجهاز العصبي

يصف مفهوم الحرجية الحالة التي يستجيب فيها الدماغ على النحو الأمثل للتأثيرات الخارجية. ووفقا للدراسة، حدثت علامات نموذجية للحرجية، بما في ذلك ما يسمى "الانهيارات العصبية". إن الكثير من التزامن بين الخلايا العصبية يحد من مرونتها، في حين أن الأنماط الفوضوية ذات الضوضاء المفرطة يمكن أن تقلل من كفاءة معالجة المعلومات. النظام المفرط في الدوائر العصبية يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات نفسية، وهو الاتجاه الذي لوحظ في التسبب في مرض الفصام والاكتئاب واضطراب الوسواس القهري.

إن المعرفة المكتسبة من هذه الدراسات حول التوازن في الدماغ يمكن أن تفتح خيارات علاجية جديدة للاضطرابات العقلية. وهكذا، فإن فرط الاتصال في مرض الفصام يسلط الضوء على النشاط العصبي الفوضوي، في حين أن الاكتئاب يعتمد على النظام المفرط. يمكن لهذه الجوانب من الأهمية أن تقود الطريق أيضًا إلى تطوير أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر قوة وقابلية للتكيف مستوحاة من الدماغ البشري.

دور علم الأعصاب المعرفي

وتشارك جامعة كريستيان ألبريشتس في كيل أيضًا في الأبحاث المتعلقة بمعالجة المعلومات العصبية. نحن هنا ندرس كيفية نقل معالجة المعلومات البيولوجية إلى الأنظمة التقنية من أجل تطوير بنيات كمبيوتر موفرة للطاقة. أحدث النتائج نشرت في المجلة التقارير العلمية وتبين أن الدماغ البشري يستخدم حوالي 25 واطًا في الحياة اليومية، بينما تتطلب أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية الحديثة طاقة أكبر بكثير. إن ما يسمى بـ "فرضية الدماغ الحرجة" هي بمثابة أساس لفهم سبب عمل الدماغ بشكل أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة في حالة الحرجة.

تظهر نتائج البحث أنه ليس فقط الآليات الداخلية ولكن أيضًا التأثيرات الخارجية يمكن أن تساهم في تشكيل الحالة الحرجة. تم تحقيق هذه النتائج من خلال النمذجة الرياضية في الشبكات الاصطناعية التي تحاكي سلوك الشبكات العصبية البشرية.

باختصار، إن الرؤى الأعمق حول أهمية الدماغ لا تؤدي فقط إلى تعزيز فهم الإدراك والصحة العقلية، ولكنها تضع أيضًا الأسس للتطورات المستقبلية في الذكاء الاصطناعي. إن الدراسة المستمرة لهذه الجوانب يمكن أن تحدث ثورة في التعامل مع العديد من الأمراض العصبية والعقلية.