新研究表明大腦記憶編碼可以改善人工智能、記憶療法和學(xué)習(xí)工具
Sep 27, 2024 am 06:29 AM
一篇題為人類海馬和內(nèi)嗅神經(jīng)元編碼經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間結(jié)構(gòu)的新研究論文探索了我們的大腦如何通過(guò)識(shí)別隨時(shí)間變化的模式來(lái)組織記憶，即使我們“我們沒(méi)有意識(shí)到它們。該研究特別關(guān)注海馬體和內(nèi)嗅皮層的神經(jīng)元，這是涉及記憶和學(xué)習(xí)的兩個(gè)關(guān)鍵大腦區(qū)域。
在這項(xiàng)研究中，研究人員監(jiān)測(cè)了 17 名癲癇患者的大腦活動(dòng)，這些患者植入了顱內(nèi)電極——放置在大腦內(nèi)以監(jiān)測(cè)其電活動(dòng)的微型裝置。這使得科學(xué)家能夠直接觀察當(dāng)人們接觸事件模式或序列時(shí)神經(jīng)元的行為方式。為了進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，在 40 分鐘內(nèi)向患者展示了大約 120 張人物、動(dòng)物、物體和地標(biāo)的圖像 - 而且也是按照特定的順序。研究人員分析了海馬體（大腦中幫助存儲(chǔ)和檢索記憶的部分）和內(nèi)嗅皮層（與海馬體通信以處理時(shí)間和空間的區(qū)域）中的神經(jīng)元如何對(duì)這些圖像做出反應(yīng)。
一個(gè)主要發(fā)現(xiàn)是，當(dāng)患者接觸這些圖像模式時(shí)，神經(jīng)元緩慢而穩(wěn)定地改變其活動(dòng)，即使參與者沒(méi)有被告知該模式。神經(jīng)元編碼圖像是什么（“什么”信息）以及它們出現(xiàn)的順序（“何時(shí)”信息）。它所做的是，它形成了相同序列/模式的表示，這個(gè)過(guò)程被稱為編碼時(shí)間序列——本質(zhì)上是大腦如何隨著時(shí)間的推移跟蹤事件的順序。即使圖像后來(lái)以隨機(jī)順序呈現(xiàn)，神經(jīng)元仍然記得原始序列。
神經(jīng)元重放是同一研究的另一個(gè)方面，神經(jīng)元快速重放相同的內(nèi)容休息期間的事件順序。這種重播以更快的速度發(fā)生，被認(rèn)為有助于大腦鞏固或整合序列的記憶。研究人員將大腦編碼空間和時(shí)間的方式進(jìn)行了比較，表明無(wú)論是在空間中導(dǎo)航（例如，穿過(guò)迷宮或密閉空間）還是在時(shí)間軸中跟蹤事件的順序，類似的機(jī)制都在發(fā)揮作用。
那么這項(xiàng)研究的意義是什么？大腦是世界上最復(fù)雜的器官，它將使我們更接近于理解大腦將經(jīng)驗(yàn)組織成可預(yù)測(cè)模式的能力。即使沒(méi)有意識(shí)，我們的神經(jīng)元也在努力理解世界，組織空間和時(shí)間來(lái)幫助我們記住和預(yù)測(cè)未來(lái)的事件。
各個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用包括教育，這些發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)以反映大腦自然處理序列的方式構(gòu)建材料來(lái)改進(jìn)學(xué)習(xí)方法 - 簡(jiǎn)而言之，更好的記憶保留。在醫(yī)療保健領(lǐng)域，這項(xiàng)研究可以指導(dǎo)阿爾茨海默氏癥等記憶障礙療法的開(kāi)發(fā)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以從模仿大腦的預(yù)測(cè)能力中受益，從而帶來(lái)更智能、適應(yīng)性更強(qiáng)的技術(shù)。
腦機(jī)接口，類似于 Neuralink，可以利用時(shí)間編碼來(lái)幫助患有神經(jīng)損傷的個(gè)體。這將使他們能夠更好地控制假肢或通信設(shè)備。最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，可以加強(qiáng)心理健康治療，特別是針對(duì)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）等疾病——只需針對(duì)創(chuàng)傷性記憶的編碼和回憶方式，為我們提供管理侵入性想法的新方法。
以上是新研究表明大腦記憶編碼可以改善人工智能、記憶療法和學(xué)習(xí)工具的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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