Биология

Машинное обучение показало, как работает краткосрочная память

Matt Wood/University of Chicago

Сотрудники Национального университета Сингапура, применяя методы машинного обучения, раскрыли механизм кодирования мозгом краткосрочных воспоминаний. Статья исследователей была опубликована в журнале Nature Communications.

Лобная доля мозга играет важную роль в обработке краткосрочных воспоминаний. Предыдущие исследования показали, что если после первого запоминания информации, в котором была задействована кратковременная память, человек отвлекался, то код, с помощью которого нейроны лобной доли шифровали информацию, изменялся.

В новом исследовании ученые решили выяснить, почему и как это происходит. Ученые использовали инструменты машинного обучения и в результате показали, что стабильную информацию можно найти в изменяющемся коде популяции нейронов.

Ученые провели эксперименты на обезьянах, в ходе которых животных заставляли смотреть на точку фиксации в центре экрана. На 300 мс в другой части экрана появлялся квадрат яркого цвета, после чего следовала задержка в течение 1000 мс. Затем еще на 300 мс появлялся отвлекающий фактор — квадрат другого цвета, расположенный в другой части экрана, после чего также следовала задержка в 1000 мс. А затем исчезала точка фиксации взгляда. Это было сигналом для животного, которое должно было показать, где располагался целевой квадрат. Для измерения активности нейронов ученые имплантировали животным в мозг несколько массивов электродов.

Результаты работы показали, что после воздействия отвлекающего фактора код, с помощью которого кратковременная память записывается в популяции нейронов, изменяется. Но при этом он продолжает кодировать все ту же информацию о положении целевого объекта. Объяснить этот факт ученым помогло использование компьютерного алгоритма с машинным обучением.

Этот простой вывод имеет более широкие последствия. Результаты работы предполагают, что одна популяция нейронов может содержать несколько независимых типов информации, которые не мешают друг другу. Теперь ученые хотят понять, как несколько областей мозга взаимодействуют друг с другом с целью передачи и обработки различных типов данных.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.