Překvapivý objev: Zívání nečekaně mění proudění mozkomíšního moku v mozku, ukázaly MRI skeny

Vědci z University of New South Wales v Austrálii nedávno odhalili, že zívání má nečekaný a dosud neznámý vliv na proudění mozkomíšního moku (CSF), tekutiny chránící mozek.

Nový pohled na mechanismy rozhodování v mozku by mohl zásadně ovlivnit způsob, jakým inženýři přemýšlejí o umělé inteligenci. Vyplývá to z nového výzkumu Grainger College of Engineering na University of Illinois Urbana-Champaign. Tým vedený profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství Yuriem Vlasovem publikoval svá zjištění v časopise Proceedings of the National Academy of Science. Výsledky zdůrazňují zapojení raných oblastí mozku do rozhodování, čímž zpochybňují dlouholeté předpoklady o hierarchii mozku.

Lidský mozek je dlouho považován za nejsložitější strukturu ve vesmíru a jeho reverzní inženýrství bylo v roce 2008 označeno Národní akademií inženýrství za jednu ze 14 velkých výzev pro inženýrství 21. století. Po desetiletí tvořily předpoklady o lidském mozku základ pro konvoluční neuronové sítě a další typy umělé inteligence. Tyto předpoklady tvrdily, že rozhodování probíhá hierarchickým tokem informací zdola nahoru, začínajícím v raných oblastech mozku a končícím v čelní kůře. V posledních letech však vědci, jako je Vlasov, začali tento převládající názor zpochybňovat.

Alternativní perspektiva se opírá o přirozenou inteligenci – proces utvářený evolucí namísto strojů. Z tohoto pohledu se rozhodování v mozku neodehrává pouze prostřednictvím sekvenčních fází, ale také prostřednictvím vnořených zpětnovazebních smyček, které fungují obousměrně. Přirozená inteligence je výpočetně výkonnější než současné iterace umělé inteligence a vyžaduje výrazně méně energie, což z ní činí atraktivní model pro budoucí AI. Pro lepší pochopení tohoto procesu se Vlasov a jeho interdisciplinární tým výzkumníků snažili analyzovat a pochopit architekturu mozku z pohledu celého systému.

Aby se vypořádali se složitostí studia mozku, Vlasov začal zkoumáním jeho nejranějších fází zapojených do vnímání světa. Po zaznamenání nervové aktivity u myší, které se pohybovaly ve virtuálním koridoru a činily percepční rozhodnutí, byli vědci překvapeni, když našli signály rozhodování již v primární somatosenzorické kůře (S1). S1 se zdála být dynamicky modulována regulací shora dolů, zapojená vyššími mozkovými oblastmi prostřednictvím zpětnovazebních smyček. To naznačuje, že rozhodování se nespoléhá výhradně na jednosměrné procesy, jak se dříve myslelo.

„Chceme se učit z miliardy let evoluce,“ uvedl Vlasov. „Jak je tato biologická inteligence architektonicky organizována? Můžeme se poučit z architektonické stránky mozku a napodobit to, aby byla AI efektivnější, méně energeticky náročná a inteligentnější, než je v současnosti? Na úrovni rozhodování je to oblast, kde současné AI zaostává.“ Ačkoli to není přímý recept na budování lepších AI, Vlasov vnímá výsledky jako něco nového, co se můžeme z mozku naučit. V budoucnu budou Vlasov a jeho tým dále zkoumat složitost svých zjištění v kontextu časové dynamiky a vyvíjet nové nástroje pro zkoumání a sběr signálů z mozku. „Možná, že pohledem na rychlou časovou dynamiku nervové aktivity lépe pochopíme, jak se tyto zpětnovazební smyčky zapojují do rozhodování,“ dodal Vlasov. „Možná je to přístup, který potenciálně odhalí tyto v současnosti neznámé mechanismy – jak jsou tyto zpětnovazební smyčky dynamicky organizovány a jak formují a utvářejí různé úrovně zpracování. Možná to lze implementovat do nových architektur pro AI.“