Il nostro cervello contiene un algoritmo di base che ci consente non solo di riconoscere i gatti in qualsiasi immagine su Internet, ma attiva anche l'intelligenza che ci rende ciò che siamo: esseri intelligenti, umani.
"Al centro dei nostri complessi calcoli cerebrali c'è una logica matematica relativamente semplice", afferma il dott. Joe Tsien, neuroscienziato presso il Georgia College of Medicine dell'Università di Augusta. Parla della sua "teoria della fusione", il principio fondamentale dell'assemblaggio e della relazione dei nostri miliardi di neuroni.
"L'intelligenza consiste nel lavorare con incertezza e infinite possibilità", afferma Tsien. Nasce quando un gruppo di neuroni simili forma una varietà di gruppi che elaborano cose di base: riconoscere cibo, riparo, amici e nemici. Questi gruppi si fondono quindi in Motivi di connettività funzionale (FMP) per gestire ogni possibilità di questi fondamentali, come concludere che il riso fa parte di un importante gruppo alimentare che si adatterebbe al Ringraziamento come contorno. Più complesso è il pensiero, più neuroni vengono raggruppati in un gruppo (o "cricca", come lo chiama lo scienziato).
Ciò significa, ad esempio, che non solo riconosciamo la sedia da ufficio, ma anche l'ufficio in cui abbiamo visto la sedia e sappiamo che eravamo seduti su questa sedia in questo ufficio.
"Sai che questo è un ufficio, sia a casa tua che alla Casa Bianca", dice Tsien, osservando che la capacità di concettualizzare la conoscenza è una delle tante cose che ci differenzia dai computer.
Tsien ha pubblicato per la prima volta la sua teoria nell'ottobre 2015 sulla rivista Trends in Neuroscience. Ora lui ei suoi colleghi hanno documentato questo algoritmo in sette diverse regioni del cervello associate a queste basi come il cibo e la paura nei topi e nei criceti. La loro motivazione è stata pubblicata sulla rivista Frontiers in Systems Neuroscience.
"Affinché questo principio sia universale, deve funzionare in molti circuiti neurali, quindi abbiamo selezionato sette diverse regioni del cervello e improvvisamente abbiamo visto questo principio all'opera in tutte queste aree", dice.
Il cervello umano, a quanto pare, non potrebbe funzionare senza l'organizzazione più complessa: è assolutamente necessario per 86 miliardi di neuroni, nonostante il fatto che ogni neurone possa avere decine di migliaia di sinapsi e tra tutti questi neuroni ci sono trilioni di interazioni. E in cima a tutte queste innumerevoli connessioni c'è la realtà di un numero infinito di cose che ognuno di noi, presumibilmente, può comprendere e studiare.
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Neuroscienziati ed esperti di computer si chiedono da tempo come il cervello sia in grado non solo di contenere informazioni specifiche come un computer, ma anche - a differenza anche delle più moderne tecnologie - di classificare e riassumere le informazioni in conoscenze e concetti astratti.
"Molte persone credono da tempo che debba esistere un principio di progettazione di base dal quale fluisce l'intelligenza e il cervello si sviluppa, come la doppia elica del DNA e il codice genetico che si trovano in tutti gli organismi", dice Tsien. "Siamo giunti alla conclusione che il cervello può funzionare da una logica matematica sorprendentemente semplice".
Al centro della teoria dei composti di Tjien c'è l'algoritmo n = 2i-1, che determina il numero di gruppi (o "cricche" come li chiama lo scienziato) necessari per un PMF e che consente agli scienziati di prevedere il numero di gruppi necessari per riconoscere le opzioni alimentari, ad esempio quadro di verifica teorica.
N è il numero di gruppi neurali collegati in tutti i modi possibili; 2 - significa che i neuroni di questo gruppo ricevono o non ricevono input; sono le informazioni che ricevono; -1 è la parte matematica, che ti consente di considerare tutte le possibilità.
Per testare la teoria, hanno posizionato degli elettrodi in un'area del cervello per "ascoltare" le risposte dei neuroni o il loro potenziale d'azione e per studiare le forme d'onda uniche generate da queste azioni. Hanno dato agli animali diverse combinazioni di quattro cibi diversi, come biscotti per roditori comuni, palline di zucchero, riso e latte e, come previsto dalla teoria della connessione, gli scienziati sono stati in grado di identificare tutti i 15 diversi gruppi di neuroni che rispondono alla potenziale varietà di combinazioni di cibo.
I clic neurali sembrano apparire già collegati durante lo sviluppo del cervello, perché si sono manifestati immediatamente quando sono state fatte le scelte alimentari. Questa regola matematica fondamentale è rimasta quasi invariata anche quando la prescrizione NMDA per l'apprendimento e la memoria è stata disattivata dopo che il cervello è cresciuto.
Gli scienziati hanno anche scoperto che le dimensioni contano perché, sebbene il cervello umano e animale abbia una corteccia a sei strati - lo strato esterno del cervello che svolge un ruolo chiave nelle funzioni cerebrali superiori come l'apprendimento e la memoria - la lunghezza extra longitudinale del cervello umano offre più spazio per i clic e la FMP., dice Tsien. Sebbene la circonferenza complessiva del cervello dell'elefante sia decisamente più grande di quella del cervello umano, la maggior parte dei suoi neuroni si trova nel cervelletto, che è molto più piccolo della corteccia cerebrale. Il cervelletto è più attivamente coinvolto nella coordinazione muscolare, il che può spiegare l'agilità di un enorme mammifero con le sue dimensioni gigantesche.
ILYA KHEL
