Smegenys po mikroskopu: iššifruotas optimalus informacijos apdorojimas!

Smegenys po mikroskopu: iššifruotas optimalus informacijos apdorojimas!

2025 m. kovo 9 d. Drezdeno technikos universitetas paskelbė novatoriškų išvadų apie tai, kaip žmogaus smegenys veikia apdorojant informaciją. Atliktame tyrime Nacionalinės mokslų akademijos darbai buvo paskelbta, tarptautinės tyrėjų grupės iš Drezdeno, Tiubingeno, Paryžiaus ir Šanchajaus paaiškino, kaip smegenys efektyviai apdoroja informaciją ir lanksčiai prisitaiko prie kintančių iššūkių. Šis naujas tyrimas suteikia įžvalgos apie kritiškumo ir efektyvaus kodavimo principus, taip sumažinant perteklinius signalus.

Mokslininkai sukūrė matematinį modelį, kuris imituoja neuroninius tinklus, kad ištirtų smegenų veiklą. Jie atliko eksperimentą, kurio metu keitė triukšmo lygį tinkluose. Rezultatai parodė, kad vidutinis triukšmo lygis užtikrina maksimalų našumą. Vidutinis triukšmo lygis pagerina informacijos apdorojimą, o per mažas arba per didelis triukšmas mažina lankstumą ir efektyvumą. Šie atradimai patvirtina hipotezę, kad smegenys gali pasiekti pusiausvyrą tarp tikslumo ir lankstumo optimaliomis triukšmo sąlygomis.

Kritiškumas nervų sistemoje

Kritiškumo konceptualizavimas apibūdina būseną, kai smegenys optimaliai reaguoja į išorinį poveikį. Remiantis tyrimu, atsirado tipiškų kritiškumo požymių, įskaitant vadinamąsias „nervų lavinas“. Per didelis sinchroniškumas tarp neuronų riboja jo lankstumą, o chaotiški modeliai su per dideliu triukšmu gali sumažinti informacijos apdorojimo efektyvumą. Pernelyg didelė nervinių grandinių tvarka gali sukelti psichologinius sutrikimus – šizofrenijos, depresijos ir obsesinio-kompulsinio sutrikimo patogenezės tendenciją.

Šių tyrimų metu įgytos žinios apie pusiausvyrą smegenyse gali atverti naujas psichikos sutrikimų gydymo galimybes. Taigi šizofrenijos hiperjungiamumas išryškina chaotišką neuronų veiklą, o depresija grindžiama pernelyg didele tvarka. Šie kritiškumo aspektai taip pat galėtų padėti kurti labiau prisitaikančias ir tvirtesnes dirbtinio intelekto sistemas, įkvėptas žmogaus smegenų.

Kognityvinio neurologijos vaidmuo

Kristiano Albrechto universitetas Kylyje taip pat užsiima neuroninės informacijos apdorojimo tyrimais. Čia tiriama, kaip biologinės informacijos apdorojimas gali būti perkeltas į technines sistemas, siekiant sukurti energiją taupančias kompiuterių architektūras. Naujausi rezultatai, paskelbti žurnale Mokslinės ataskaitos, rodo, kad žmogaus smegenys kasdieniame gyvenime sunaudoja apie 25 vatus, o šiuolaikiniams kompiuteriams ir išmaniesiems telefonams reikia žymiai daugiau energijos. Vadinamoji „kritinių smegenų hipotezė“ yra pagrindas suprasti, kodėl smegenys veikia greičiausiai ir efektyviausiai naudoja energiją kritinėje būsenoje.

Tyrimo rezultatai rodo, kad prie kritinės būsenos susidarymo gali prisidėti ne tik vidiniai mechanizmai, bet ir išorinės įtakos. Šios išvados buvo padarytos matematiškai modeliuojant dirbtinius tinklus, kurie imituoja žmogaus neuronų tinklų elgesį.

Apibendrinant galima pasakyti, kad gilesnės įžvalgos apie smegenų kritiškumą ne tik skatina pažinimo ir psichinės sveikatos supratimą, bet ir padeda pagrindus būsimai dirbtinio intelekto raidai. Nuolatinis šių aspektų tyrimas gali pakeisti požiūrį į daugelį neurologinių ir psichinių ligų.