Suche
Mein Konto
Hjernen under lup: Optimal informationsbehandling afkodet!
TU Dresden præsenterer innovativ forskning i neurale netværk og kritisk informationsbehandling. Undersøgelse offentliggjort i 2025.
Hjernen under lup: Optimal informationsbehandling afkodet!
Den 9. marts 2025 offentliggjorde Dresdens tekniske universitet banebrydende resultater om, hvordan den menneskelige hjerne fungerer i forhold til informationsbehandling. I en undersøgelse udført i Proceedings of the National Academy of Sciences blev offentliggjort, forklarede internationale forskerhold fra Dresden, Tübingen, Paris og Shanghai, hvordan hjernen behandler information effektivt og tilpasser sig fleksibelt til skiftende udfordringer. Denne nye forskning giver indsigt i principperne for kritikalitet og effektiv kodning og reducerer derved redundante signaler.
Forskerne udviklede en matematisk model, der simulerer neurale netværk for at studere hjernens ydeevne. De gennemførte et eksperiment, hvor de varierede støjniveauet i netværkene. Resultaterne viste, at et medium støjniveau fører til maksimal ydeevne. Et moderat støjniveau forbedrer informationsbehandlingen, mens for lidt eller for meget støj forringer fleksibiliteten og effektiviteten. Disse fund understøtter hypotesen om, at hjernen kan opnå en balance mellem præcision og fleksibilitet under optimale støjforhold.
Kritik i nervesystemet
Begrebsliggørelsen af kritikalitet beskriver en tilstand, hvor hjernen reagerer optimalt på ydre påvirkninger. Ifølge undersøgelsen forekom typiske signaturer af kritikalitet, herunder såkaldte "neurale laviner." For meget synkronicitet blandt neuroner begrænser dens fleksibilitet, mens kaotiske mønstre med overdreven støj kan reducere effektiviteten af informationsbehandling. Overdreven orden i neurale kredsløb kan føre til psykologiske lidelser, en tendens set i patogenesen af skizofreni, depression og tvangslidelser.
Den viden, der er opnået fra disse undersøgelser om balance i hjernen, kan åbne op for nye behandlingsmuligheder for psykiske lidelser. Hyperconnectivity i skizofreni fremhæver således kaotisk neuronal aktivitet, mens depression er baseret på overdreven orden. Disse aspekter af kritikalitet kunne også føre an i udviklingen af mere tilpasningsdygtige og robuste kunstige intelligenssystemer inspireret af den menneskelige hjerne.
Den kognitive neurovidenskabs rolle
Christian Albrechts University i Kiel er også involveret i forskning i neural informationsbehandling. Her undersøger vi, hvordan biologisk informationsbehandling kan overføres til tekniske systemer for at udvikle energieffektive computerarkitekturer. Seneste resultater, offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter, viser, at den menneskelige hjerne bruger omkring 25 watt i hverdagen, mens moderne computere og smartphones kræver markant mere energi. Den såkaldte "kritiske hjernehypotese" tjener som grundlag for at forstå, hvorfor hjernen arbejder hurtigst og mest energieffektivt i en tilstand af kritik.
Forskningsresultaterne viser, at ikke kun indre mekanismer, men også ydre påvirkninger kan bidrage til dannelsen af den kritiske tilstand. Disse resultater blev opnået gennem matematisk modellering i kunstige netværk, der efterligner adfærden af menneskelige neurale netværk.
Sammenfattende fremmer dybere indsigt i hjernens kritik ikke kun forståelsen af kognition og mental sundhed, men lægger også grundlaget for fremtidige udviklinger inden for kunstig intelligens. Fortsat undersøgelse af disse aspekter kan revolutionere tilgangen til mange neurologiske og psykiske sygdomme.