El cerebro es una red compleja que contiene miles de millones de neuronas. Cada neurona está conectada a miles de otras a través de enlaces sinapsis que pueden ser fuertes o débiles. Un enlace fuerte indica una influencia significativa entre las neuronas conectadas a diferencia de un enlace débil, quepodría ser decenas de miles de veces más débil que uno fuerte.
Uno de los principales desafíos en neurociencia es comprender el origen y la posible importancia funcional del amplio espectro de fuerzas de enlace que es común en todos los cerebros.
Recientemente, los físicos israelíes dirigidos por el Prof. Ido Kanter, del Departamento de Física y el Centro Multidisciplinario de Investigación Cerebral Gonda Goldschmied en la Universidad de Bar-Ilan, publicaron un artículo en la revista Informes científicos en el que demostraron que el aprendizaje en el cerebro en realidad se lleva a cabo por varios terminales neuronales dendritas, en contra de la teoría de 70 años de Donald Hebb de que el aprendizaje ocurre solo en las sinapsis del cerebro. Los investigadores calificaron su descubrimiento como "aprendizaje dendrítico"."y demostraron que el aprendizaje dendrítico ocurre mucho más rápido y más cerca de las neuronas".
En un nuevo artículo, publicado hoy en Informes científicos , el mismo grupo de investigadores se basa en su investigación previa para revelar, a través de estudios computacionales avanzados, que el aprendizaje dendrítico conduce al fenómeno universal de que todos los cerebros están compuestos por el mismo amplio espectro de enlaces.
La estructura esqueleto del cerebro es como un mapa de carreteras que consta de muchas calles estrechas es decir, enlaces débiles y una pequeña fracción de carreteras que contienen miles de carriles es decir, enlaces muy fuertes.el mapa podría ser un resultado espontáneo de una actividad cerebral aleatoria, o alternativamente podría ser dirigido por una actividad de aprendizaje significativa, donde las "carreteras" dirigen el flujo de información en el cerebro.
"Un subproducto del aprendizaje dendrítico es el amplio espectro de fortalezas de enlace. El aprendizaje dendrítico nos permite ofrecer una explicación para un fenómeno universal adicional observado en todos los cerebros e indica su importante papel", dijo el profesor Kanter, cuyo equipo de investigación incluyeHerut Uzan, Shira Sardi, Amir Goldental y Roni Vardi. El mecanismo subyacente es una respuesta rápida de una neurona a su entrada fuerte en comparación con una respuesta lenta a una débil ". El mecanismo es similar a una piscina llena a través de un tubo ancho oa través de una estrecha. La tubería ancha llena la piscina más rápido ", explicó el equipo de investigación.
El cerebro no es estático, sino bastante dinámico, donde cada enlace también varía significativamente durante la actividad cerebral. La fracción de enlaces fuertes y débiles sigue siendo siempre la misma, sin embargo, los enlaces fuertes individuales pueden debilitarse y viceversa ". Este cerebro dinámicola actividad conduce a la capacidad de que cuando pensamos en un problema varias veces podemos encontrar diferentes soluciones ", dijo el equipo de investigación. Además, se espera que este cambio de paradigma, el aprendizaje dendrítico, abra nuevos horizontes para algoritmos avanzados de aprendizaje profundo e inteligencia artificial.basadas en aplicaciones.
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Materiales proporcionados por Universidad de Bar-Ilan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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