اثبات وجود سلول های مفهومی در مغز

اثبات وجود سلول های مفهومی در مغز

برای اولین بار دانشمندان دانشگاه لوباچفسکی به همراه همکاران خارجی به صورت تئوریک وجود سلول های مفهومی را اثبات کردند. این سلول ها تک نورون هایی هستند که هریک از آنها مسئولیت مفهوم انتزاعی خود (مانند نت موسیقی) را بر عهده دارند. محققان نشان داده اند که چگونه این سلول ها با استفاده از نمونه سمفونی نهم بتهوون کار می کنند.

اثبات وجود چنین سلول هایی، این اجماع گسترده که ظهور مفاهیم انتزاعی در مغز انسان فقط از طریق فعال شدن مجتمع های بزرگ عصبی رخ می دهد را رد می کند. این یافته جدید همچنین می تواند نقش مهمی در توسعه شبکه های عصبی مصنوعی داشته باشد.

رئیس پروژه اعطای RSF، Valery Makarov توضیح می دهد که مغز هر موجود زنده بسیار پیچیده است و می افزاید:« سلول های سیستم عصبی که وظیفه دریافت، پردازش، ذخیره و انتقال سیگنال ها را بر عهده دارند نقش اساسی در مغز دارند. در حال حاضر، یک نظر رایج در علم غالب است که ظهور مفاهیم انتزاعی در مغز انسان نیاز به تعامل پیچیده و کاملاً هماهنگ و موزون تعداد بیشماری از سلول های عصبی دارد. با این وجود فرضیه ای وجود دارد که نشان می دهد ممکن است سلول های عصبی منفرد، مسئول انجام وظایف پیچیده ای باشند که توسط انسان انجام می شود. این سلول های عصبی هستند که بر اساس محرک های خاصی که به آن ها پاسخ می دهند، به عنوان مثال نام یک انسان ، مفاهیم انتزاعی را تشکیل می دهند. پیش از این نیز "نورون جنیفر آنیستون" کشف شد که هر وقت پرتره این بازیگر روی پرده ظاهر می شد، واکنش نشان میداد. چنین نورون هایی که به ارائه برخی از عکس ها پاسخ می دهند سلول های& laquograndmother نامیده می شوند.»

محققان پیشنهاد دادند که سلول های مفهومی می توانند نقش مهمی نیز در حافظه قسمت بندی شده ایفا کنند. وجود آن ها فرضیه رایج را زیر سوال می برد که فرآیندهای شناختی پیچیده نیاز به تعامل کاملاً سازمان یافته سلول های عصبی دارند.

دانشمندان دانشگاه لوباچفسکی به همراه همکاران خارجی خود برای اولین بار مدلی را تهیه کردند که از کار نورون ها در هیپوکامپ تقلید کند. این بخشی از مغز است که مسئول حافظه و جهت گیری در فضا است.

والری ماکاروف میگوید:« ما با استفاده از برآوردهای ریاضی، سه اصل اساسی را شناسایی کرده ایم که توانایی های شناختی بالایی از سلول های فردی را ارائه می دهند. این یک سلسله مراتب دقیق از لایه های عصبی است. ما پیوندهای بین لایه های انتخابی و مفهومی نورون ها را بررسی کردیم. اولی سیگنال ها را جدا می کند در حالی که دوم آن ها را پردازش می کند و با مفاهیم انتزاعی پیوند می دهد. در ادامه این تحقیقات به پیوند یک نورون در لایه مفهومی با بسیاری از نورون های دریافت توجه کردیم. ما دریافتیم که انعطاف پذیری سیناپسی، یعنی تغییر نیروی انتقال اطلاعات بین نورون ها، نقش مهمی دارد. این اصول نظری به سلول های لایه مفهوم اجازه می دهد مهارت های شناختی خود را یاد بگیرند و به طور قابل توجهی افزایش دهند ، در نتیجه آن ها به سلول های مفهومی تبدیل می شوند.»

نویسندگان این مطالعه از نت های موسیقی برای نشان دادن احتمال چنین نوع یادگیری استفاده کرده اند. آن ها یک شبکه عصبی متشکل از 3200 سلول در سطح انتخابی و 1600 سلول در سطح مفهوم تشکیل دادند. سلول ها در معرض هشت موج مختلف صدا قرار گرفته اند که هر کدام دارای هشت تغییر فاز هستند. نورون ها این نوسانات را به عنوان سیگنال جداگانه درک می کردند. در ابتدا آن ها می توانند طیف گسترده ای از سیگنال های تصادفی را درک کنند، اما پس از آموزش، زمینه عمل آن ها و تخصصی تر شد. آزمایشی با سمفونی نهم بتهوون نشان داده است که نورون ها امواج صوتی اختصاصی شده را ضبط می کند و در لایه مفهوم، سلول اطلاعات دریافتی را پردازش می کنند و تعیین می کنند به عنوان سلول های مفهومی به کدام نت واکنش می دهند.

کشف سلول های مفهومی، که وجود آن ها اکنون توسط سه اصل اساسی قابل توجیه است، برای عصب شناسی و نظریه شبکه عصبی از اهمیت زیادی برخوردار است.

منتشر شده در

3 ژوئن 2020 https://www.news-medical.net