მკვლევარები ამბობენ, რომ აღმოჩენებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს
მეხსიერების, კოგნიტური ფუნქციების და ხელოვნური ინტელექტის
გაუმჯობესებაზე
თარიღი: 25 სექტემბერი, 2024 წ.
წყარო: University of California – Los Angeles Health Sciences
UCLA Health-ის ხელმძღვანელობით დაიწყო საეტაპო კვლევა, რათა ამოიხსნას
ნეირომეცნიერების ერთ-ერთი ფუნდამენტური საიდუმლო – როგორ ახდენს
ადამიანის ტვინი დროისა და გამოცდილების ნაკადის დაშიფვრას და გააზრებას.
ჟურნალში Nature-ში გამოქვეყნებულმა კვლევამ პირდაპირ ჩაიწერა ადამიანების
ცალკეული ნეირონების აქტივობა და აღმოაჩინა ტვინის უჯრედების გარკვეული
ტიპები, რომლებიც ძირითადად ასახავს ადამიანის გამოცდილებების
თანმიმდევრობას და სტრუქტურას. მათ აღმოაჩინეს, რომ ტვინი ინახავს ამ
უნიკალურ ნიმუშებს გამოცდილების დასრულების შემდეგ და სწრაფად
შეუძლია მათი გახსენება თავისუფალ მდგომარეობაში. გარდა ამისა, ტვინს ასევე
შეუძლია, ამ გამოცდილების შემდგომ, გამოიყენოს უკვე ნასწავლი შაბლონები,
რათა მოემზადოს მომავალი სტიმულისთვის. ეს დასკვნები იძლევა პირველ
ემპირიულ მტკიცებულებას იმის შესახებ, თუ როგორ აერთიანებს ტვინის
სპეციფიკური უჯრედები „რა“ და „როდის“ ინფორმაციას, რათა დროთა
განმავლობაში მოიძიონ და შეინახონ გამოცდილებები.
კვლევის უფროსმა ავტორმა, დოქტორ იცხაკ ფრიდმა განაცხადა, რომ შედეგები
შეიძლება ემსახურებოდეს ნეირო-პროთეზირების ხელსაწყოების განვითარებას
მეხსიერების და სხვა შემეცნებითი ფუნქციების გასაძლიერებლად, ასევე გავლენა
მოახდინოს ხელოვნური ინტელექტის მიერ ადამიანის ტვინის კოგნიტობის
გაგებაზე.
დროის განმავლობაში გამოცდილებიდან მიღებული ნიმუშების ამოცნობა
გადამწყვეტია იმისთვის, რომ ადამიანის ტვინმა ჩამოაყალიბოს მეხსიერება,
იწინასწარმეტყველოს პოტენციური შედეგები და წარმართოს ქცევა“, – თქვა
ფრიდმა, UCLA Health-ის ეპილეფსიის ქირურგიის განყოფილების დირექტორმა
და დევიდ გეფენის მედიცინის სკოლის ნეიროქირურგიის, ფსიქიატრიისა და
ბიოქცევითი მეცნიერებების პროფესორმა UCLA-ში. „მაგრამ როგორ ხორციელდება
ეს პროცესი ტვინში უჯრედულ დონეზე, ჯერჯერობით უცნობი რჩებოდა“.
წინა კვლევაში, მათ შორის Dr. ფრიდმა გამოიყენა ტვინის ჩანაწერები და
ნეიროვიზუალიზაცია იმის გასაგებად, თუ როგორ ამუშავებს ტვინი სივრცით
ნავიგაციას. კვლევამ ცხოველთა და ადამიანთა მოდელებში აჩვენა, რომ ტვინის
ორი რეგიონი – ჰიპოკამპუსი და ენტორინალური ქერქი – მთავარ როლს
თამაშობდა. ტვინის ორი რეგიონი, ორივე მნიშვნელოვანი მეხსიერების
ფუნქციებში, ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან „შემეცნებითი რუკის“
შესაქმნელად. ჰიპოკამპუსის ნეირონები მოქმედებენ როგორც “ადგილის
უჯრედები”, რომლებიც აჩვენებენ, როდესაც ცხოველი იმყოფება კონკრეტულ
ადგილას, რუკაზე “X”-ის მსგავსად, ხოლო ენტორინალური ნეირონები
მოქმედებენ როგორც “ბადის უჯრედები”, რომელიც უზრუნველყოფს სივრცითი
მანძილის აღმნიშვნელს. ეს უჯრედები, რომლებიც პირველად მღრღნელებში
აღმოაჩინეს, მოგვიანებით ფრიდის ჯგუფმა ადამიანებშიც იპოვა.
შემდგომი კვლევების დროს აღმოაჩინეს, რომ მსგავსი ნერვული მოქმედებები
წარმოადგენენ არასივრცულ გამოცდილებას, როგორიცაა დრო, ხმის სიხშირე და
ობიექტების მახასიათებლები. ფრიდისა და მისი კოლეგების მთავარი აღმოჩენა
იყო ადამიანის ჰიპოკამპუსსა და ენტორინალურ ქერქში არსებული
„კონცეფციური უჯრედები“, რომლებიც რეაგირებენ კონკრეტულ ინდივიდებზე,
ადგილებზე ან განსხვავებულ ობიექტებზე და, როგორც ჩანს, ფუნდამენტურია
ჩვენი დამახსოვრების უნარისთვის.
იმისათვის, რომ შეემოწმებინათ, დროთა განმავლობაში როგორ ამუშავებს ტვინი
მოვლენებს, UCLA-ს კვლევა დააკომპლექტდაა 17 მონაწილისგან, რომელთაც
ჰქონდათ განუკურნებელი ეპილეფსია. მათ ადრე ჩაუნერგეს ღრმა
ელექტროდები ტვინში კლინიკური მკურნალობისთვის.
მკვლევარებმა ჩაწერეს მონაწილეთა ნერვული აქტივობა, როდესაც მათ გაიარეს
რთული პროცედურა, რომელიც მოიცავდა ქცევის ამოცანებს, შაბლონების
ამოცნობას და გამოსახულებების თანმიმდევრობას.
მონაწილეებმა თავდაპირველად გაიარეს პირველადი სკრინინგის ეტაპი, რომლის
დროსაც ადამიანების, ცხოველების, ობიექტებისა და ღირსშესანიშნაობების
დაახლოებით 120 სურათი რამდენჯერმე აჩვენეს მათ კომპიუტერზე
დაახლოებით 40 წუთის განმავლობაში. მონაწილეებს დაევალათ,
შეესრულებინათ სხვადასხვა დავალება, როგორიცაა იმის დადგენა, ასახავდა თუ
არა სურათი პიროვნებას. სურათები, რომლებზეც გამოსახული იყვნენ ცნობილი
მსახიობები, მუსიკოსები და ადგილები, შეირჩა ნაწილობრივ თითოეული
მონაწილის პრეფერენციების საფუძველზე.
ამის შემდეგ მონაწილეები ჩაერთნენ სამფაზიან ექსპერიმენტში. ისინი
ასრულებდნენ ქცევით დავალებებს იმ გამოსახულებების საპასუხოდ, რომლებიც
პირამიდის ფორმის გრაფიკზე სხვადასხვა ადგილას იყო შემთხვევითი
პრინციპით გამოსახული. თითოეული მონაწილისთვის შეირჩა ექვსი სურათი.
პირველ ეტაპზე სურათები გამოისახებოდა ფსევდო-შემთხვევითი
თანმიმდევრობით. მომდევნო ფაზას ჰქონდა გამოსახულებების ის
თანმიმდევრობა, რომელიც პირამიდის გრაფიკზე მდებარეობის მიხედვით იყო
განსაზღვრული. ფინალური ეტაპი პირველი ეტაპის იდენტური იყო. ამ
სურათების ყურებისას მონაწილეებს სთხოვეს, შეესრულებინათ სხვადასხვა
ქცევითი ამოცანები, რომლებიც არ იყო დაკავშირებული სურათების
პოზიციონირებასთან პირამიდის გრაფიკზე. ეს ამოცანები მოიცავდა იმის
დადგენას, გამოსახულებაზე მამრობითი ან მდედრობითი სქესის
წარმომადგენელი იყო ასახული, თუ მოცემული სურათი სარკისებური იყო, სხვა
ეტაპისგან განსხვავებით.
მათ ანალიზში ფრიდმა და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, რომ ჰიპოკამპუსისა და
ენტორინალურმა ნეირონებმა თანდათან დაიწყეს ცვლილებები და მათი
აქტივობის მჭიდროდ გათანასწორება პირამიდის გრაფიკებზე არსებული
გამოსახულებების თანმიმდევრობასთან. ეს შაბლონები ჩამოყალიბდა
ბუნებრივად და მონაწილეებისთვის პირდაპირი ინსტრუქციის გარეშე, ფრიდის
თქმით. გარდა ამისა, ნეირონული შაბლონები ასახავდა მომავალი სტიმულების
ალბათობას და ინარჩუნებდა დაშიფრულ შაბლონებს დავალების დასრულების
შემდეგაც.
კვლევის წამყვანი ავტორი იყო პაველ ტაჩიკოვსკი, თანაავტორებთან –
გულდამლა კალენდართან და დავიდე კილიბერტთან ერთად.
„ეს კვლევა პირველად გვიჩვენებს, თუ როგორ იყენებს ტვინი ანალოგიურ
მექანიზმებს, რათა წარმოადგინოს ერთი შეხედვით ძალიან განსხვავებული
ტიპის ინფორმაცია: სივრცე და დრო“, – თქვა ფრიდმა. ჩვენ ვაჩვენეთ ნეირონულ
დონეზე, თუ როგორ არის ჩართული დროთა განმავლობაში ობიექტების
ტრაექტორიების ეს წარმოდგენები და გამოსახულებები ადამიანის
ჰიპოკამპუსისა და ენტორინალურ სისტემაში.
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240925122844.htm