Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS descubrieron recientemente un mecanismo que podría explicar cómo el cerebro retiene la memoria de trabajo cuando se enfrenta a distracciones. Estos hallazgos podrían dotar de flexibilidad cognitiva a las redes neuronales utilizadas para la inteligencia artificial.
La memoria de trabajo es una forma de memoria a corto plazo responsable de almacenar y administrar la información requerida para llevar a cabo tareas cognitivas cotidianas, como el razonamiento y la comprensión del lenguaje. Opera en escalas de tiempo cortas y nos permite enfocar nuestra atención, resistir las distracciones yguiar nuestra toma de decisiones. Por ejemplo, cuando recordamos un número de teléfono que queremos marcar o realizamos un cálculo mental, estamos utilizando nuestra memoria de trabajo. Es importante destacar que podemos continuar con estas tareas incluso en presencia dedistracciones, por ejemplo, cuando la tarea se interrumpe o cuando recibimos nueva información.
La corteza prefrontal juega un papel central en el mantenimiento de la memoria de trabajo y la supresión de los distractores. Estudios anteriores han demostrado que la memoria de trabajo se almacena en la actividad de las poblaciones de neuronas en la corteza prefrontal a través de la actividad neuronal inmutable, lo que sugiere que la actividad delas neuronas no se ven afectadas por las distracciones, lo que permite retener la información.
Sin embargo, los estudios realizados por el equipo de NUS sugieren que las distracciones cambian la actividad de las neuronas, pero pueden retener información reorganizando la información dentro de la misma población de neuronas. En otras palabras, el "código" utilizado por elLas neuronas para mantener la información de la memoria se transforman en un código diferente después de que se presenta un distractor. Este hallazgo inesperado tiene fuertes implicaciones para nuestra comprensión de cómo el cerebro procesa la información, lo que a su vez puede inspirar la investigación en inteligencia artificial, así como la investigación neuropsiquiátrica., donde los déficits en la memoria y la atención son comunes.
El equipo de investigación detrás de este novedoso descubrimiento fue dirigido por el profesor asistente Yen Shih-Cheng del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería de NUS y el Profesor Asistente Camilo Libedinsky del Departamento de Psicología de la Facultad de Artes y Ciencias Sociales de NUS.
Los hallazgos del equipo se publicaron en línea en la revista Neurociencia de la naturaleza el 9 de octubre de 2017.
Inspiración para redes neuronales novedosas y más eficientes
El cerebro utiliza mecanismos increíblemente sofisticados para almacenar información de manera muy eficiente y confiable. Los resultados de este estudio proporcionan nuevas ideas sobre cómo funciona el cerebro y sugieren un mecanismo para que pequeñas poblaciones de neuronas almacenen de manera flexible diferentes tipos de información.
"Nuestro estudio podría proporcionar inspiración para nuevos tipos de arquitecturas informáticas y reglas de aprendizaje utilizadas en redes neuronales artificiales modeladas a partir del cerebro. Esto podría mejorar la capacidad de la red neuronal para almacenar información de manera flexible utilizando menos recursos y exhibir una mayor capacidad de recuperación enretener información en estas redes, por ejemplo, en presencia de nueva información entrante o interrupción de la actividad ", dijo el profesor Asistente Yen.
"Otro aspecto interesante de este estudio es considerar los resultados dentro del contexto de la función cerebral anormal. Encontramos que cuando se altera la memoria, el código no puede reorganizar las neuronas de manera apropiada. Los pacientes con enfermedad de Parkinson, esquizofrenia y demencia muestran disminuciones enmemoria de trabajo. Nos gustaría explorar si los mecanismos que descubrimos podrían ayudar a explicar estos déficits de memoria ", dijo el Profesor Libedinsky Asistente.
Avanzando, el equipo planea realizar más estudios para comprender las condiciones que desencadenan la reorganización de la información en las poblaciones de neuronas en la corteza prefrontal. El equipo también está interesado en estudiar cómo se reorganiza la información y si esto afecta la actividaden otras partes del cerebro. Además, los investigadores esperan utilizar los hallazgos del estudio para desarrollar nuevas arquitecturas de redes neuronales.
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Materiales proporcionados por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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