Abilitatea de a recunoaste elemente din mediul inconjurator precum fete ale oamenilor sau locuri, abilitatea de a invata si pentru a ne orienta intr-un spatiu sunt cruciale pentru functionarea noastra in lumea care ne inconjoara. Trebuie sa recunoastem persoane ca membrii familiei noastre, trebuie sa calatorim dintr-un loc in altul. Animalele trebuie sa poata comunica cu altele atunci cand ceva nou este prezent in mediul lor, sau sa fie capabile sa invete despre sursele noi de hrana.
Cu toate acestea, sistemele neurale au evoluat pentru a interpreta informatia furnizata de senzori, impreuna cu neuronii care sunt capabili sa distinga elemente noi, surprinzatoare de elementele deja cunoscute.
Daca acest mecanism nu functioneaza, atunci apar boli precum Alzheimer. Dar cum functioneaza acest mecanism? Unitatea de baza sunt celulele de locatie.

neuronMemoria pentru recunoasterea vizuala

Neuronii care se ocupa de sarcinile de baza ale recunoasterii vizuale, precum recunoasterea individuala a obiectelor intr-un camp vizual, se afla intr-o regiune a creierului numita cortexul perirhinal. Aceasta regiune este parte din lobul temporal. Neuronii din aceasta regiune raspund la lucrurile suprinzatoare, precum o imagine care nu a mai fost vazuta pana acum, si raspund mai putin la imagini familiare.
Aceasta reductie in activitatea neuronilor poate surveni foarte rapid. Neuronii care raspund in acest fel sunt numiti neuroni novelty (cu caracter nou, schimbare). Ei semnalizeaza ceva ce nu a mai fost vazut pana atunci.

Alti neuroni trag un semnal atunci cand ceva familiar este observat. Acestia se numesc neuroni de familiaritate. Acestia isi pierd capacitatea de raspuns dupa ce o imagine este vazuta de mai multe ori.
Insa, mai multi neuroni trag semnalul atunci cand ceva este vazut, indiferent daca este un obiect cunoscut sau nu. Acestia sunt neuronii de noutate, cu caracter recent. Ei actioneaza atunci cand ceva este observat, si isi reduc intensitatea la o a doua afisare a obiectului. Asadar, daca acesti neuroni raspund, atunci stimulul nu a fost observat recent.

recunoastere-vizualaRecunoastere si comportament

Recunoasterea vizuala si comportamentul sunt legate puternic intre ele. Cu ajutorul neuronilor de recunoastere, putem spune daca elementul vizual reprezinta un lucru pe care l-am mai vazut si ne este familiar, sau este ceva nou si trebuie sa luam notite despre el. Acest lucru poate fi observat si experimentat punand un obiect nou in cusca unui soarece. Acesta va pierde mai mult timp investigand obiectul nemaivazut decat daca am fi pus un obiect cunoscut.
Observatia este cunoscuta ca „discriminare familiala” si este un comportament prezent la toate mamiferele.

Care este mecanismul?

Care este mecanismul pentru aceasta atenuare neuronala? Sunt responsabile mecanisme moleculare care reduc activitatea sinaptica, dar care sunt acelea? Cel mai bun candidat pentru aceasta explicatie este LTD (long-term depression), o forma de plasticitate sinaptica care rezulta reductia in activitatea sinaptica. Nu numai LTD-ul poate oferi o solutie pentru atenuarea neuronala, insa inputul sub conditii normale, doar o singura sinapsa duce la modificarea tuturor semnalelor din input. Un singur stimul necunoscut poate modifica un set de sinapse in timp ce al doilea stimul modifica un alt set. Dand numarul de sinapse prezente pe un neuron (1000 sau mai multe), rezulta ca fiecare neuron poate procesa mai multi stimuli care pot fi tratati ca surprinzatori sau cunoscuti. Modelarea pe calculator a sugerat ca un om are capacitatea de a recunoaste peste 1 miliard de obiecte care pot fi recunoscute ca fiind vazute inainte.

Nu trebuie doar sa recunoastem obiectele ca fiind cunoscute sau necunoscute, ci trebuie recunoscute si dupa aranjament. De exemplu, noi recunoastem cand mobila din casa s-a mutat. Pentru acest aspect de recunoastere exista mecanisme similare ca cele de recunoastere a obiectelor. In acest caz schimbarile activitatii neuronale apar in hipocampus ca raspuns al aranjamentelor noi.

Datorita acestor descoperiri, inteligenta artificiala ar putea fi mai aproape de realitate. Asemenea modele ar putea fi realizate. Si cine stie, poate in 10 – 25 de ani, vom avea primul contact cu un robot inteligent. Pana atunci, sa ne cunoastem mai bine.

Autor: Marius, www.descopera.org

LĂSAȚI UN MESAJ