Creierul ia decizii mai devreme decât se credea. Descoperirea care ar putea influența și Inteligența Artificială
O echipă de cercetători de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign a descoperit dovezi care ar putea schimba modul în care oamenii de știință înțeleg procesul de luare a deciziilor în creier. Descoperirea contestă teoria acceptată de zeci de ani potrivit căreia deciziile sunt luate doar după ce informațiile senzoriale ajung în regiunile superioare ale creierului și ar putea contribui, în viitor, la dezvoltarea unor sisteme de inteligență artificială mai eficiente și cu un consum energetic mai redus.
Rezultatele studiului, coordonat de profesorul Yurii Vlasov, de la Colegiul de Inginerie Grainger al Universității din Illinois Urbana-Champaign, au fost publicate în prestigioasa revistă Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Cum ia creierul decizii
Creierul uman este considerat cea mai complexă structură cunoscută din univers. Cu toate acestea, mecanismele prin care acesta procesează informațiile și ia decizii nu sunt încă pe deplin înțelese. Din acest motiv, Academia Națională de Inginerie din Statele Unite a inclus, încă din 2008, înțelegerea funcționării creierului printre cele 14 mari provocări ale ingineriei secolului XXI.
Până în prezent, teoria dominantă susținea că informațiile sunt procesate într-o succesiune strictă. Datele provenite de la simțuri trec prin regiuni cerebrale din ce în ce mai complexe, iar deciziile sunt luate abia după ce informația ajunge în cortexul frontal.
Profesorul Yurii Vlasov și colaboratorii săi consideră însă că acest model nu explică în totalitate modul în care funcționează creierul.
Informațiile circulă în ambele direcții
Potrivit cercetătorilor, procesul decizional nu urmează doar un traseu liniar. Creierul utilizează un sistem complex de bucle de feedback, prin care informațiile circulă permanent între diferite regiuni cerebrale, atât de jos în sus, cât și în sens invers.
Acest mecanism, perfecționat prin sute de milioane de ani de evoluție, ar putea explica de ce inteligența biologică rezolvă sarcini extrem de complexe consumând mult mai puțină energie decât sistemele actuale de inteligență artificială.
„Vrem să învățăm dintr-un miliard de ani de evoluție. Cum este organizată arhitectural această inteligență biologică? Putem învăța din organizarea creierului și să o folosim pentru a crea sisteme de inteligență artificială mai eficiente, mai puțin consumatoare de energie și mai inteligente decât cele actuale? În ceea ce privește luarea deciziilor, aici inteligența artificială are încă limite”, a explicat profesorul Yurii Vlasov.
Activitatea legată de decizii apare încă din zonele senzoriale
Pentru a verifica această ipoteză, cercetătorii au analizat activitatea neuronală la șoareci care navigau într-un coridor de realitate virtuală și trebuiau să ia decizii bazate pe informațiile pe care le percepeau.
Rezultatele au arătat că activitatea asociată luării deciziilor poate fi observată încă din cortexul somatosenzorial primar (S1), una dintre primele regiuni implicate în procesarea informațiilor senzoriale.
Acest lucru sugerează că această zonă nu transmite doar informațiile către regiunile superioare ale creierului, ci primește la rândul său semnale de feedback care influențează modul în care informațiile sunt procesate.
Cu alte cuvinte, procesul decizional pare să fie rezultatul unei comunicări permanente între mai multe regiuni cerebrale, și nu al unui flux unidirecțional de informații.
„Codul neuronal al creierului este încă, în mare parte, un limbaj necunoscut. Totuși, această înțelegere la nivel de sistem ne-ar putea ajuta să dezvoltăm rețele neuronale artificiale mai eficiente și să proiectăm următoarea generație de inteligență artificială”, a declarat Yurii Vlasov.
Ce înseamnă această descoperire pentru inteligența artificială
Autorii studiului subliniază că rezultatele nu reprezintă o metodă directă pentru construirea unei inteligențe artificiale mai performante. În schimb, ele oferă indicii importante despre modul în care creierul organizează procesul decizional, informații care ar putea inspira dezvoltarea unor noi arhitecturi pentru sistemele de inteligență artificială.
În etapa următoare, cercetătorii intenționează să studieze cu mai multă precizie sincronizarea activității neuronale și să dezvolte tehnologii capabile să măsoare mai detaliat comunicarea dintre diferitele regiuni ale creierului.
Scopul este de a înțelege mai bine modul în care aceste bucle de feedback coordonează procesarea informațiilor și influențează luarea deciziilor.
„Analizând dinamica foarte rapidă a activității neuronale, sperăm să înțelegem mai bine modul în care aceste bucle de feedback participă la luarea deciziilor. Acest lucru ne-ar putea ajuta să descoperim mecanisme care încă nu sunt cunoscute și care, în viitor, ar putea sta la baza unor noi arhitecturi pentru inteligența artificială”, a concluzionat profesorul Yurii Vlasov.
