Competiția între circuitele cerebrale este esențială pentru comportamentul inteligent
Creierul nu doar că colaborează; el concură de asemenea.
Acest lucru este confirmat de un studiu internațional realizat de Universitatea Oxford, Universitatea Cambridge, Universitatea Pompeu Fabra și Institutul Neurologic din Montreal, publicat în revista Nature Neuroscience. Studiul arată că creierul uman – la fel ca și cel al maimuțelor și șoarecilor – funcționează datorită unui echilibru constant între aceste două forțe. Folosind modelare computațională avansată la nivelul întregului creier, cercetătorii au demonstrat că, în timp ce circuitele specializate colaborează intern, există interacțiuni competitive pe distanțe lungi între acestea pentru a gestiona resursele limitate. Reproducerea acestui echilibru ar putea apropia cercetătorii de crearea unor copii digitale ale creierului unui individ, un pas esențial în medicina de precizie și în dezvoltarea de modele de inteligență artificială cu o capacitate computațională mai mare.
Modelele cu interacțiuni competitive – care se bazează pe experiența de zi cu zi că nu putem acorda atenție simultan la tot – depășesc constant modelele pur cooperante. Acest lucru explică colaborarea dintre regiunile specializate pentru cogniție și comportament. Autorii afirmă că un exces de cooperare poate conduce la stări de sincronizare excesivă care nu se întâlnesc în realitate. În contrast, competiția acționează ca o forță stabilizatoare: aceasta împiedică activitatea necontrolată și permite diferitelor sisteme cerebrale să preia alternativ controlul asupra dinamicii generale a creierului.
Analiza a peste 14.000 de studii de neuroimagistică a relevat că modelele cu interacțiuni competitive generează modele de activitate mai asemănătoare cu procesele cognitive reale, cum ar fi cele implicate în atenție și memorie. „Competiția între circuite permite anumitor rețele să aibă prioritate față de altele în funcție de ceea ce este relevant în orice moment dat, ceea ce explică fenomene precum luarea deciziilor”, explică Gustavo Deco, profesor de cercetare ICREA la Universitatea Pompeu Fabra, unul dintre autorii principali ai studiului.
Acest lucru sugerează că competiția este crucială pentru activarea flexibilă a combinațiilor adecvate de regiuni cerebrale: un semn distinctiv al comportamentului inteligent.
Utilizând date despre structura și funcția creierului unei persoane, acest nou model poate reproduce modelele unice de activitate ale creierului unui individ, capturând mai bine ceea ce distinge creierul unei persoane de altele. Aceasta ne apropie de a avea „un dublu digital realist al unui anumit creier: unul care se potrivește mai bine cu creierul tău decât orice alt creier”, conform autorului principal al studiului, Dr. Andrea Luppi de la Universitatea Oxford.
Conform lui Deco, acest model nu doar că permite reproducerea digitală a unui creier, ci „oferă informații mult mai precise pentru prezicerea bolilor și simptomelor decât măsurile tradiționale”. Așa cum a raportat Luppi, pe lângă diagnosticare, „aceste modele ar putea fi utilizate pentru a simula răspunsul creierului unui individ la stimulare, medicație sau o boală, personalizând terapia pentru creierul fiecărui individ”.
Faptul că arhitectura cooperativă-competitivă este constant întâlnită la oameni, maimuțe și șoareci sugerează că acesta este un aspect fundamental al organizării creierului mamiferelor. Mai pe larg, ar putea reflecta principii fundamentale ale funcționării sistemelor inteligente.
Studiul mai relevă că rețelele care combină cooperarea și competiția au capacități computaționale mai mari în computația neuromorfică (inteligență artificială inspirată de creier). Aceste rețele procesează și integrează informația mai eficient, confirmând că echilibrul între cele două forțe este esențial pentru calculul inteligent.
