به گزارش همشهری آنلاین به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگرانی که در انستیتو سلامت این دانشگاه به سرپرستی کامیلو لیبدینسکی، استاد دانشگاه ملی سنگاپور و شی‌چنگ ین از دانشگاه مهندسی همین دانشگاه فعالیت می کنند، کشف کردند که مجموعه ای از سلول های عصبی در لوب پیشانی مغز حاوی اطلاعات پایدار حافظه کوتاه مدت هستند.
این کشف ممکن است دستاوردهای گسترده ای در مورد این موضوع که موجودات زنده چگونه می توانند با استفاده از یک مغز کوچک، چند عمل ذهنی از جمله به یاد آوردن، توجه و تصمیم گیری را به طور همزمان انجام دهند، به همراه داشته باشد.
برنامه ریزی حافظه کوتاه مدت در لوب پیشانی
لوب پیشانی مغز انسان نقش بسیار مهمی در پردازش حافظه کوتاه مدت ایفا می کند. حافظه کوتاه مدت ظرفیت کمی برای حفظ اطلاعات دارد. لیبندیسکی می گوید: حافظه کوتاه مدت معمولا فقط ۶ تا ۸ مورد را می تواند در خود حفظ کند. برای مثال، به توانایی خود برای یادآوری یک شماره تلفن طی چند ثانیه که برای آن از حافظه کوتاه مدت استفاده می شود، فکر کنید.
پژوهشگران دانشگاه ملی سنگاپور در مورد این موضوع که چگونه لوب پیشانی با استفاده از اندازه گیری فعالیت تعدادی از نورون ها اطلاعات حافظه کوتاه مدت را بازنمایی می کند، مطالعه می کنند. نتایج پیشین پژوهشگران نشان داده بود که اگر در طول مدت نگهداری حافظه یک حواس‌پرتی ایجاد شود، به این معنی است که این حواس‌پرتی کد مورد استفاده نورون های لوب پیشانی که حافظه را رمزگذاری می کنند، تغییر داده است.
لیبدینسکی در ادامه می گوید: «این موضوع قابل قبول نبود که حافظه پایدار باشد، اما کد تغییر کند. در این مطالعه، ما این معما را حل کردیم.» پژوهشگران با به کارگیری ابزارهای آموزش ماشینی نشان دادند که اطلاعات پایدار می توانند در تغییر دادن کد سلول های عصبی نقش داشته باشند.
این موضوع به این معنی است که تیم دانشگاه ملی سنگاپور به این نتیجه رسیده است که اطلاعات حافظه می توانند از گروهی از سلول های عصبی که کد آنها پس از ایجاد یک حواس پرتی تغییر می کنند، بازخوانی شوند.
گام های بعدی
این کشف ساده پیامدهای گسترده تری به همراه دارد و نشان می دهد که یک گروه واحد از سلول های عصبی ممکن است حاوی چند نوع اطلاعات مستقل باشد که با یکدیگر تداخل ندارند. لیبدینسکی در این مورد می گوید: این موضوع ممکن است یکی از ویژگی های مهم موجودات زنده ای باشد که انعطاف پذیری شناختی را به نمایش می گذارند.
این پژوهشگران مطالعات خود را در این مورد افزایش می دهند تا چگونگی تعامل مناطق چندگانه مغز را با یکدیگر برای انتقال و پردازش اطلاعات مختلف دریابند. این کشف می تواند با ایجاد تعامل بین اندازه گیری در شبکه های بیولوژیکی و شبیه سازی شبکه های عصبی مصنوعی که عملکرد آنها را تقلید می کنند، حاصل شود. این پژوهشگران همچنین این فرایندها را در مغزهای غیرسالم مانند افرادی که دچار بیماری زوال عقل هستند جست‌وجو می کنند.
نقش هوش مصنوعی
چندی پیش پژوهشگران از تکنیک های جدید هوش مصنوعی(AI) برای پرورش شبکه های عصبی محاسباتی به منظور انجام کارهای پیچیده که نیاز به ذخیره سازی اطلاعات در حافظه کوتاه مدت دارند، استفاده کردند. شبکه های هوش مصنوعی مبتنی بر ساختار بیولوژیکی مغز بودند و ۲ فرایند مشخص را که در حافظه کوتاه مدت دخیل بودند نشان می دادند.
اول، یک فرآیند «خاموش» که در آن، مغز حافظه های کوتاه مدت را بدون فعالیت عصبی مداوم ذخیره می کند و دوم، یک فرایند فعال تر که در آن مدارهای عصبی به طور مداوم برانگیخته می شوند.
این دانشمندان دریافتند که چگونه ۲ مکانیسم عصبی مختلف برای حل انواع مختلفی از وظایف حافظه با یکدیگر کار می کنند.
عصب‌شناسان چیزهای زیادی در مورد اینکه چگونه مغز اطلاعات موجود در حافظه را دوباره ارائه می دهد آموخته اند. آنها می توانند فعالیت سلول های مغزی حیوانات را تحت نظر بگیرند و فعالیت این سلول ها را هنگامی که کاری انجام می دهند اندازه گیری کنند.
بیشتر بخوانید:
با این حال، مشکلی که وجود دارد این است که استفاده از این تکنولوژی برای اندازه گیری آنچه در سیناپس ها طی این دوره های «خاموش» در مغز یک حیوان زنده اتفاق می افتد غیرممکن است. به همین علت، دانشمندان در حال توسعه رویکردهای هوش مصنوعی هستند که از داده های آزمایش های انجام شده بر حیوانات استفاده کنند تا شبکه هایی را طراحی کنند که بتوانند اتصال نورون های مغز واقعی را شبیه سازی کنند.
