Pero, ¿cómo logra tu cerebro esta increíble hazaña?
En nuestra investigación recientemente publicada en The Science Journal, hemos identificado algunas de las "reglas", el cerebro se usa para aprender.
Aprendiendo en el cerebro
El cerebro humano está compuesto por mil millones de células nerviosas. Estas neuronas llevan a cabo impulsos eléctricos que llevan información, de manera similar, ya que las computadoras usan un código binario para transportar datos.
Estos impulsos eléctricos se comunican con otras neuronas a través de los vínculos entre ellos llamados Sinsaza. Las neuronas individuales tienen extensiones extendidas conocidas como dendritas que pueden obtener miles de entradas eléctricas de otras células. Dendriti transfiere esta entrada al cuerpo principal de neuronas, donde todas estas señales se integran para crear sus propios impulsos eléctricos.
Es la actividad colectiva de estos impulsos eléctricos en ciertos grupos de neuronas que representan representaciones de diferentes información y experiencias en el cerebro.
Las neuronas son unidades básicas del cerebro. OpenStaks, CC BI-SA
Durante décadas, NeurosnontionTist consideró que el cerebro aprende a través de un cambio que las neuronas están conectadas entre sí. A medida que la nueva información y las experiencias cambian a medida que las neuronas se comunican entre sí y cambian sus formas de actividad colectiva, algunas conexiones sinápticas son más fuertes, mientras que otras son más débiles. Este proceso de plasticidad sináptica es lo que produce representaciones de nueva información y experiencias en su cerebro.
Sin embargo, para que su cerebro produzca equipos nacionales precisos durante el aprendizaje, las verdaderas conexiones sinápticas deben atravesarse por cambios reales en el momento adecuado. "Reglas" que su cerebro se usa para elegir qué sinapsis para el cambio durante el aprendizaje, qué neurociencia invita al problema del préstamo al problema, el resto es en gran medida vago.
Definición de las reglas
Decidimos monitorear la actividad de las conexiones sinápticas individuales dentro del cerebro durante el aprendizaje para ver si podíamos identificar los patrones de actividades que determinan qué enlaces se volverán más fuertes o más débiles.
Para hacer esto, codificaron los biosensores en las neuronas de ratones que se aligerarían en respuesta a actividades sinápticas y neurales. Seguimos esta actividad en tiempo real que los ratones aprendieron la tarea que incluía presión sobre el mango en una posición particular después del signo de sonido para obtener agua.
Nos sorprendió descubrir que Synapse en Neuron no siguió la misma regla. Por ejemplo, los científicos a menudo pensaban que las neuronas siguen lo que se llamaban reglas hebbíales, donde las neuronas que se incendiaron constantemente juntas, viven juntas. En cambio, vimos que Sinpsa en diferentes lugares de las dendritas de la misma neural siguió las diferentes reglas para determinar si los enlaces se volvieron más fuertes o más débiles. Algunas sinapsis se adhirieron a la regla hebbyal tradicional donde las neuronas que son consistentemente válidas juntas fortalecen sus conexiones. Las otras sinapsis hicieron algo diferente y completamente independiente de la actividad neuronal.
Nuestros hallazgos sugieren que las neuronas simultáneamente utilizan dos reglas diferentes para aprender diferentes grupos, ni una sola regla, ajustan con precisión los diferentes tipos de entradas que reciben adecuadamente la nueva información en el cerebro.
En otras palabras, acompañando a diferentes reglas en el proceso de aprendizaje, las neuronas pueden múltiples e informar más funciones en paralelo.
Aplicaciones futuras
Este descubrimiento proporciona una comprensión más clara de cómo cambian las conexiones entre las neuronas durante el aprendizaje. Dado que la mayoría de los trastornos cerebrales, incluidas las condiciones degenerativas y psiquiátricas, incluyen alguna forma de sinapsis defectuosa, tiene implicaciones potencialmente importantes para la salud y la sociedad humana.
Por ejemplo, la depresión se puede desarrollar a partir de un debilitamiento excesivo de las conexiones sinápticas dentro de ciertas áreas del cerebro que dificultan la experiencia de placer. Al comprender cómo funciona la plasticidad sináptica, los científicos pueden comprender lo que sale mal en la depresión, y luego desarrolla terapias para tratarlos de manera más efectiva.
Los cambios en relación con el verde Amigdal verde están involucrados en la depresión. William J. Giardino / Luis de Lecea Lab / Universidad de Stanford a través de NIH / Flickr, CC BI-NC
Estos hallazgos también pueden tener implicaciones para la inteligencia artificial. Las redes neuronales artificiales que están básicamente y se inspiran en gran medida en cómo actúa el cerebro. Sin embargo, las reglas de aprendizaje usan los investigadores para actualizar los enlaces dentro de las redes y capacitar que los modelos suelen ser uniformes y tampoco son biológicamente creíbles. Nuestra investigación puede proporcionar información sobre cómo desarrollar modelos biológicamente realistas y que sean más eficientes, tengan un mejor rendimiento o ambos.
Todavía hay un largo camino antes de que podamos usar esta información para desarrollar nuevas terapias para los trastornos del cerebro humano. Si bien hemos descubierto que las conexiones sinápticas sobre diferentes grupos de dendrita usan diferentes reglas de aprendizaje, no sabemos exactamente por qué o cómo. Además, mientras que la capacidad de las neuronas para usar múltiples métodos de aprendizaje al mismo tiempo aumenta su capacidad para codificar información, que otras propiedades que pueden darle aún no están claras.
Con suerte, la investigación futura responderá a estos problemas y promoverá nuestra comprensión de cómo aprende el cerebro.
0 Comentarios