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Investigadores de la Universidad Bar-Ilan encuentran mecanismo cerebral revolucionario – SALUD Y CIENCIA

Exploración cerebral (ilustrativa).
(crédito de la foto: ING IMAGE / ASAP)

Esta teoría contradice la suposición más común en neurociencia y transformará nuestra comprensión de la función cerebral, dijo el profesor Ido Kanter del departamento de física y el Centro de investigación multidisciplinar del cerebro Gonda (Goldschmied) en la universidad Ramat Gan.

el cerebro es una red compleja que contiene miles de millones de neuronas, donde cada una de estas neuronas se comunica simultáneamente con miles de otras a través de sus sinapsis (estructuras que permiten que la célula nerviosa pase una señal eléctrica o química a otra neurona). Sin embargo, la célula nerviosa en realidad recoge sus muchas señales entrantes sinápticas a través de varios "brazos" ramificados extremadamente largos llamados "árboles dendríticos".

En 1949, el trabajo pionero del psicólogo canadiense fallecido Prof. Donald Hebb sugirió que el aprendizaje ocurre en el cerebro al modificar la fuerza de las sinapsis, mientras que las neuronas funcionan como los elementos computacionales en el cerebro. Hasta ahora, esto sigue siendo así.

Pero con el uso de nuevos resultados teóricos y experimentos sobre culturas neuronales, un grupo de científicos encabezado por Kanter ha mostrado la suposición central de 70 años de que el aprendizaje solo ocurre en las sinapsis de ser erróneo En un artículo publicado recientemente en la revista Scientific Reports, los investigadores israelíes desafían la sabiduría convencional y muestran que el aprendizaje lo realizan en realidad varias dendritas, similar al mecanismo de aprendizaje lento que actualmente se atribuye a las sinapsis.

La teoría de Hebb tiene estado tan arraigado en el mundo científico durante tantos años que nadie propuso un enfoque tan diferente. Además, las sinapsis y las dendritas están conectadas a la neurona en una serie, por lo que el sitio exacto localizado del proceso de aprendizaje parecía irrelevante, explicó Kanter. "El proceso de aprendizaje recién descubierto en las dendritas ocurre a un ritmo mucho más rápido que en el escenario anterior de que el aprendizaje sugerido ocurre únicamente en las sinapsis".

La nueva teoría sostiene que el aprendizaje ocurre en unas pocas dendritas que son en una proximidad mucho más cercana a la neurona, contrariamente a la noción previa. "¿Tiene sentido medir la calidad del aire que respiramos a través de muchos sensores satelitales pequeños y distantes en la elevación de un rascacielos o utilizando uno o varios sensores cerca de la nariz? De manera similar, es más eficiente para la neurona estimar sus señales entrantes cerca de su unidad computacional, la neurona ", dijo Kanter.

Otro hallazgo importante del estudio es que las sinapsis débiles, previamente consideradas insignificantes incluso a pesar de que comprenden la mayoría de nuestro cerebro, juegan un papel importante en la dinámica de nuestro cerebro. Inducen oscilaciones de los parámetros de aprendizaje en lugar de llevarlos a extremos fijos poco realistas, como se sugiere en el escenario de aprendizaje sináptico actual, dijeron los investigadores de BIU.

El nuevo descubrimiento muestra que el aprendizaje ocurre en diferentes sitios del cerebro y por lo tanto, requiere una reevaluación de los tratamientos actuales para la funcionalidad cerebral desordenada.

Por lo tanto, la frase popular "neuronas que disparan juntas se unen" (resumiendo la hipótesis de Hebb) ahora debe reformularse.
Además, el mecanismo de aprendizaje es la base de los logros recientes de aprendizaje automático y aprendizaje profundo. El cambio en el paradigma de aprendizaje abre nuevos horizontes para diferentes tipos de algoritmos de aprendizaje profundo y aplicaciones basadas en la inteligencia artificial que imitan nuestras funciones cerebrales, para asumir características avanzadas a una velocidad mucho más rápida.


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