В нашем мозге информация органов чувств смешивается с абстрактными представлениями, что похоже на работу искусственного интеллекта. Или наоборот.

Невролог из США Девид Хигер (David Heeger) предложил новую конструкцию, чтобы объяснить, как мозг делает предсказания. По его мнению, предсказание может быть главным принципом функционирования коры головного мозга, наряду с умозаключением, роль которого науке уже известна. Результаты исследования опубликованы в PNAS.

«Давно известно, что мозг делает нечто вроде умозаключений, сочетая чувственную информацию с ожиданиями. Эти ожидания могут быть основаны на текущем контексте, на воспоминаниях или быть предсказаниями, формулируемыми в текущем времени. Новая теория сочетает все вместе и формализует это математически», — цитирует пресс-служба Хигера, профессора центра нейронаук в Нью-Йоркском университете.

Ученые предполагали, что мозг делает предсказания примерно как метеорологи, опирающиеся на модели и прошлую информацию о погоде. Но как именно это происходит, не знали. Теории работы мозга и нейросетей, используемые в искусственном интеллекте (ИИ), применяют иерархическую структуру: получаемая информация от органов чувств «входит» в мозг и далее все более абстрактные представления вычисляются по иерархии.

В целом, теория Хигера сочетает вывод с предсказанием. Нейросеть мозга может работать в упредительной манере — от сенсорного входа к абстрактному представлению, что похоже на нейронные сети ИИ. Теория Хигера может работать в модели обратной связи, чтобы генерировать чувственное предсказание из абстрактных предсказаний (например, когда мы вздрагиваем заранее, хотя еще ничего не ощутили). Теория также может работать в модели, которая сочетает оба подхода, когда умозаключения сочетают сенсорный ввод с предсказаниями.

Теория Хигера также отводит роль шуму или изменению нейронной активности, чтобы исследовать разные возможные интерпретации, даже в случае, когда чувственный вход и предсказания одинаковые.

«Этот шумовой процесс исследования может быть нервным базисом креативности», — сказал Хигер. Гипотетически, по его мнению, нейромодуляторы (например ацетилхолин) изменяют состояние мозга, чтобы контролировать, какой режим — только упреждения, только обратной связи или их комбинация — работает в данный момент.

Объем шума, который определяется объемом получаемых данных, контролируется нейромодуляторами типа норадреналина и осцилляциями активности мозга. Теория, которая использует модель, встроенную в нейронную сеть, чтобы предсказать и изучить в течение долгого времени, обещает прогресс в сферах нейронаук и ИИ. Одна из таких областей — определение факторов, вызывающих расстройства аутистического спектра.