Мозг приматов «преднастроен» на любые возможные ситуации

Учёные показали, как мозг предвосхищает все новые ситуации, с которыми может столкнуться в течение жизни, создавая особый тип нейронной сети, «преднастроенной» на любые события. Это следует из нового исследования в области нейронауки, опубликованного в PLOS Computational Biology.

Энель и коллеги из INSERM во Франции исследуют одно из наиболее примечательных свойств поведения приматов — его разнообразие и адаптивность. Человек и другие приматы могут обучаться поразительному разнообразию новых форм поведения, которых эволюция не могла напрямую предвидеть. Теперь мы понимаем, что эта способность справляться с новыми ситуациями обусловлена «преднастроенностью» мозга приматов.

Исследование показывает, что эта, казалось бы, чудесная преднастройка возникает благодаря связям между нейронами, которые образуют рекуррентные петли, где входные сигналы могут отражаться и смешиваться в сети, подобно волнам в пруду. Такой принцип называется «резервуарными» вычислениями. Это смешение входных сигналов позволяет создать потенциально универсальное представление их комбинаций, которое затем можно использовать для обучения правильному поведению в новой ситуации.

Авторы демонстрируют это, обучив резервуарную сеть выполнению новой задачи на решение проблем. Затем они сравнили активность нейронов в модели с активностью нейронов в префронтальной коре исследуемого примата, обученного выполнять ту же задачу. Примечательно, что были обнаружены поразительные сходства в активации нейронов как в резервуарной модели, так и у примата.

Это открытие показывает, что мы сделали большой шаг к пониманию локальной рекуррентной связности в мозге, которая готовит приматов к неограниченному числу ситуаций. Исследование показывает, что, позволяя создавать практически неограниченные комбинации внутренних представлений в сети мозга, одна из них всегда оказывается под рукой для данной ситуации.