Çalışma Beyin Süreçlerini Öneriyor Okyanus Dalgaları Gibi Bilgiler

Beynin uzun süredir devam eden modelleri, onu biyolojik bir bilgisayar gibi bir şey olarak tanımlar. Bu geleneksel resme göre, beyin bilgiyi bir röle gibi işler. Bireysel sinir hücreleri bir uyarıyı algılar ve ardından bu verileri bir dizi kapıdan bir nörondan diğerine iletir.

Model yanlış değil ama pek çok şeyi açıklamıyor, özellikle hayvanlardaki duyu hücrelerinin aynı uyarana nasıl farklı tepkiler verebildiğini. Örneğin, hızlı bir ışık parlaması normalde bir hayvanda bir duyu hücresini etkinleştirebilir, ancak hayvanın dikkati ışıktan başka bir şeye odaklanırsa duyu hücresi harekete geçmeyebilir. Uzmanlar bunun neden olabileceğini bilmek istiyor.

yakın zamanda kağıtSan Diego, Kaliforniya’daki Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’nden bir araştırmacı ekibi, yeni bir matematiksel model ve olası bir açıklama sunuyor. Bireysel nöronlar arasındaki etkileşimi bir röleyle karşılaştırmak yerine, onu okyanus dalgalarıyla karşılaştırmak daha mantıklı olabilir.

Duyusal Deneyimler

Algısal psikoloji ve duyusal-motor sinirbiliminde uzmanlaşmış bir bilim adamı ve çalışmanın yazarlarından biri olan Sergei Gepshtein, bilgi işlemenin bazı durumlarda dalgaların etkileşimi olarak daha iyi tanımlanabileceğini açıklıyor.

Belirli bir uyarana yanıt veren bir nöron yerine, beyin boyunca dağıtılmış nöronal aktivite kalıpları, tıpkı elektromanyetik dalgaların veya okyanus dalgalarının tepeleri ve çukurları gibi, değişen tepe ve çukurlardan oluşan bir dalga modeli oluşturur.

Ve daha tanıdık dalgalar gibi, beyin aktivitesi dalgaları – araştırmacıların nöral dalgalar dediği şey – karşılaştıklarında ya birbirini arttırır ya da iptal eder.

Gepshtein, “Bu etkileşimin sonucu olarak zihninizde duyusal deneyimler ortaya çıkıyor” diye açıklıyor.

Matematiksel model

Araştırmacılar matematiksel modellerini fizyolojik ve davranışsal olarak test ettiler. Davranışsal çalışmada, araştırmacılar, deneklere, parlaklık ızgaraları adı verilen, değişen siyah ve beyaz çizgi şeritlerinden oluşan iki ışık düzenini kısaca gösterdi. Desenler arasında, sonda adı verilen soluk bir dikey çizgi belirir. Araştırmacılar, deneklere, probun parlaklık ızgaralarının üst yarısında mı yoksa alt yarısında mı göründüğünü sordu.

Deneğin sondayı tespit etme yeteneği bazı yerlerde daha iyi ve diğerlerinde daha kötüydü. Araştırmacılar sonuçları çizerken, matematiksel modelin öngördüğü dalga modelini oluşturdular. Başka bir deyişle, sondayı görme yeteneği, sinir dalgalarının herhangi bir belirli yerde nasıl üst üste bindirildiğine bağlıydı.

Algıyı anlamak için bu yeni çerçevenin birçok potansiyel kullanımı vardır. Örneğin, bilim adamları, insanlar da dahil olmak üzere organizmaların uzamsal bilgiyi nasıl işlediğini netleştirebileceğini öne sürüyorlar.

Bu çalışma görsel algıya odaklanırken, Gepshtein sinir dalgalarının serebral korteksin birçok bölümünün bir özelliği olduğuna dikkat çekiyor. Bilim adamları daha sonra bu modeli diğer algı türlerini anlamak için kullanabilirler. Bunu yapay zeka tasarlamak için de kullanabilirler, diyor.

Gepshtein, bu yeni modelin geleneksel olanın yerine geçmediğini, aksine onu tamamladığını vurguluyor.

Gepshtein, “Beynin bilgiyi nasıl işlediğine dair farklı bir düşünme biçimi ve geleneksel bakış açısından anlaşılması zor olan fenomenleri anlamaya yardımcı oluyor” diyor.

İyi bir benzetme, diyor, kimya ve fizikteki parçacık-dalga ikiliği – ışık da dahil olmak üzere elektromanyetik dalgaların hem parçacıkların hem de dalgaların özelliklerine sahip olduğunun keşfi. Beynin bilgiyi nasıl işlediğini düşünürken, bazen uyaranlara yanıt veren geleneksel bireysel nöron modelini kullanabiliriz. Ancak birçok durumda, süreci bir nöronal aktivite dalgası olarak düşünerek neler olup bittiğine dair daha net bir resim elde edebiliriz.