Hafıza Araştırması Açık Olanı Kaçırır

Bir gizemi ortaya çıkarma arayışı

Dünyanın dört bir yanındaki araştırma laboratuvarları, insan hafızasının yerini aradılar. Araştırma çeşitli ipuçlarını takip etti. Dendrit adı verilen, sinir hücrelerinin dallı girdileriyle ilgili bir ipucu. Dal büyümesine cypin adı verilen bir protein yardımcı oldu. Bazı hafıza bozuklukları, cypin’deki açıklarla ilgiliydi. Yani, bir olasılık, sinir hücrelerinin hafızayı depolamak için yeni dallar oluşturmasıydı. Yeni dallar, ek hafızayı temsil edebilir. Ancak insan hafızası muazzamdı. İnsanların, bir saniyelik aralıklarla kendilerine gösterilen 2.500 görüntüden herhangi birini% 99,5 doğrulukla tanıyabildikleri bildirildi. Bu görüntülerin her biri milyonlarca piksel özel bilgi içeriyordu. İnsan hafızasının boyutu ve ölçeği düşünüldüğünde, anılar eklemek için büyüyen, mikroskobik olsa da dallar fikri kulağa tehlikeli bir şekilde kanserli geliyordu.

Daha fazla ipucu

LTP başka bir olasılıktı. Bir nöronun dendritlerinin yüksek frekanslı uyarılmasının, sinaptik sinir bağlantılarının hassasiyetini artırdığı bilinmektedir. Bu tür aktivitenin, belirli girdilerde daha yüksek hassasiyetle hücre tarafından “hatırlandığı” görüldü. Sinaptik kavşaklardaki nörokimyasalların da bu tür hassasiyeti arttırdığı biliniyordu. Ancak süreç belleği geliştirirken, LTP belleğin nasıl saklanabileceğine dair küresel bir hipotez sunmada başarısız oldu.

Cevapsız

Hipokampustan hafıza araştırmalarıyla bağlantılı olarak da bahsedilmiştir. Beynin limbik sistem adı verilen bir bölgesinin bir bileşeni olan bu organdaki hasarın, hastaların devam eden olayları birkaç saniye içinde unutmasına neden olduğu biliniyordu. Ancak, çocukluktan ve erken yetişkinlik döneminden gelen olaylar hala hatırlanıyordu. Hafıza, hipokampa zarar veren olaydan birkaç yıl önce solmuştu. Daha eski anılar, hipokampus olmasa bile hasta tarafından korunuyordu. Görünüşe göre, organ bu tür anıları saklamıyordu. Bir rol oynayabilirdi, ancak belleğin gerçek depolanması gizemli kaldı. Sonunda, bilimin bildiği tek şey, hafızanın sistemin her yerinde bulunduğu ve belirli bir organın hatıraların oluşumuna yardımcı olduğuydu.

Kombinatoryal kodlama

Yine de, hafıza bilmecesinin cevabı yıllardır yüzlerine bakıyordu. Bu, bilim, koku alma sistemindeki sinir hücreleri tarafından kombinatoryal kodlamanın kullanıldığını kabul ettiğinde oldu. Kombinatoryal kodlama kulağa kafa karıştırıcı ve karmaşık geliyordu. Ancak sinir hücreleri bağlamında, kombinatoryal kodlama yalnızca bir sinir hücresinin kombinasyonları tanıdığı anlamına geliyordu. Bir sinir hücresinin dendritik girdileri varsa, bunlar A, B, C olarak tanımlanır ve bu şekilde Z olarak tanımlanırsa, ABD, ABP veya XYZ’de girdi aldığında ateşlenebilir. Bu kombinasyonları tanıdı. ABD, ABP veya XYZ. Hücre, ABD’yi ABP’den tanıyabilir. Ustaca farklılıklar. Bu tür kodlar doğası gereği yoğun bir şekilde kullanılmıştır. A, C, G ve T genetik kodundaki dört “harf”, neredeyse sonsuz sayıda genetik dizinin oluşturulması için kombinasyonlarda kullanıldı.

Son derece gelişmiş beceri

Tarihin başlangıcından bu yana, sürüngen burunlarının sinir hücrelerinin kokuları tanımasını ve yaşam için önemli kararlar almasını sağlayan, kombinatoryal kodlama idi. Bu tür bir duyusal güç, hayvanlarda dikkate değer ölçüde geliştirildi. Araştırmalar, köpeklerin bir kokunun parametrelerini kaydedebildiğini ve ardından onu milyonlarca rakip kokudan ayırabildiğini gösterdi. Hayvanlar, hafifçe parmak izi alınmış ve iki haftaya kadar dışarıda bırakılmış bir cam slayt üzerinde bir insan kokusu algılayabildiler. Bir kişinin birkaç ayak izini çabucak koklayabilir ve kişinin hangi yönde yürüdüğünü doğru bir şekilde belirleyebilirler. Hayvanın burnu, bir patikanın yönünü belirlemek için, ayak izleri arasındaki göreceli koku gücü farkını yalnızca birkaç fit uzaklıkta tespit edebiliyordu. ABD ve DEF’nin kaydedilmesi ve tanınması, hayvanların tek bir kokuyu kaydetmesine ve onu diğer milyonlarca kokudan ayırmak için hatırlamasına olanak sağladı. Milyonlarca kokunun miras alınan anıları, yiyeceğin yenilebilir mi yenmez mi yoksa bir spoor’un yaşamı tehdit edici mi olduğuna karar verdi. Sistemin hem yeni kaydedilmiş hem de miras alınmış anıları vardı, bu da onların ortamdaki kokuları tanımasını sağladı.

Devralınan ve edinilen anılar

Böylesine olağanüstü koku tanıma becerileri çağlar boyunca bilinirken, bilim kombinatoryal kodlamayı ancak doksanların sonlarında keşfetti. 2004 yılında koku alma sistemi tarafından kombinasyon kodlaması kullanımının keşfi için bir Nobel Ödülü verildi. Koku alma sistemi, görece az sayıda koku reseptörünün farklı kokuları tanımasını sağlamak için kodlamayı kullandı. Bilim, belirli kombinasyonların tanımayı tetikleyebileceğini keşfetti. Deneyde bilim adamları, kimyasal yapıdaki küçük değişikliklerin bile farklı reseptör kombinasyonlarını etkinleştirdiğini bildirdi. Bu nedenle, oktanol portakal gibi kokuyordu, ancak benzer bileşik oktanoik asit ter gibi kokuyordu. Portakal kokusunu hatırladık. Ter kokusu bile. Bu da sistemin bu kombinasyonları hatırladığı anlamına geliyordu. Ancak bilim, insan hafızasının yerini aradıklarında kombinatoryal kodlamanın gerçek önemini fark edemedi. A’dan Z’ye girdilerle sinir hücresi için milyonlarca kombinasyon mümkündü. Ancak sinir hücrelerinin binlerce girdisi vardı. Sinir hücreleri kombinasyonları hatırladıysa, bu galaktik sinir sistemi hafızasının yeri olabilir.

Global uygulamalar

Kombinatoryal kodlama, sinir sistemine muazzam bir zeka sağlayabilir. Doğa harikası, raporlama sistemlerinin muazzam ölçeği, kapsamı ve duyarlılığıydı. Zihin, milyonlarca minik duyumu geri bildiren, güneşin ısısı ve kayanın sertliği gibi muazzam bir keşif ordusuna sahipti. Derideki ağrı da bir haberdi. Dürtüleri kortekste alındığında, acı hissettiniz. Önceki örnekte, kombinatoryal kodlamayla, bir hücre ABD için ateşlenebilir ve ABP için inhibe edilebilir. Ağrıyı bildiren sinir hücresi, komşularından gelen girdileri algılarsa, sempatik ağrıyı bildirmek için komşu ağrı ve ateşe de yanıt verebilir. Dokunmaya tepki verebilir ve kendi sempatik ağrı mesajını engelleyebilir. Hücre bağlama yanıt verebilir.

Desen tanıma

Sinir hücreleri sadece birkaç girdi almadı. Binlerce aldılar. Bu nedenle, acı bağlama duyarlı olabilir. Kombinasyonel kodlardaki miras alınan bellekler, sistemin bağlamdaki kalıpları tanımasını ve bunlara yanıt vermesini sağlayabilir. Kombinatoryal kodlama, zihni bir örüntü tanıma motoru olarak açıklayabilir. Ancak bilim, beyindeki nöronların tanımadığı, ancak hesaplamalar yaptığı varsayımı üzerinde çalıştı. Zihnin hesaplamalarını simüle edebilecek matematiksel bir formül arayışı devam ediyor. Ancak, örüntü tanımayı varsaydıysanız, matematiksel labirentten çıkmışsınızdır. Ne yazık ki, kalıpların tanınması bilgisayarlar için çok zorlu bir görevdi. Hastalıkların teşhisi tipik bir örüntü tanıma problemiydi.

Örüntü tanıma zorluğu

Engel, birçok paylaşılan semptomun farklı hastalıklar tarafından sunulmasıydı. Birçok hastalık için ağrı veya ateş mevcuttu. Her belirti birkaç hastalığa işaret ediyordu. Geleneksel araştırmada, sunulan ilk semptomla birlikte seçilen ilk hastalıkta ikinci semptom olmayabilir. Dolayısıyla, veritabanı boyutu büyüdükçe ileri geri aramalar katlanarak genişleyen bir yörünge izledi. Bu, kapsamlı veritabanlarında arama yaparken sürecin teorik olarak, hatta yıllarca saçma bir şekilde uzamasına neden oldu. Böylesine zaptedilemez bir problemin ışığında bilim, örüntü tanımayı sinir sistemi için pratik bir süreç olarak değerlendirmedi.

Anında örüntü tanıma süreci

Gerçek zamanlı örüntü tanımayı sağlamak için mantıksal bir süreci izleyen bir Sezgisel Algoritma (IA) vardır. IA benzersizdi. Daha önce bilgisayarların başaramadığı bir başarıda, IA hastalıkları neredeyse anında teşhis edebiliyordu. IA doğru cevaba ulaşmak için olasılıkları daraltmak için elemeyi kullandı. Özünde, IA hesaplamadı, ancak kalıpları tanımak için eliminasyonu kullandı. IA, bir hastalığı tanımak, bir içtihat yasasını tanımlamak veya karmaşık bir makinenin sorunlarını teşhis etmek için bir elektronik tabloda basit bir yeniden hesaplama hızıyla hareket etti. Basit, mantıklı adımlarla bunu bütünsel olarak ve neredeyse anında yaptı. IA bütüncül, anında, gerçek zamanlı örüntü tanımanın pratik olduğunu kanıtladı. IA, sezginin sırrına dair bir ipucu sağladı. İntuition.co.in web sitesi ve kitap IA’yı ayrıntılı olarak açıklıyor.

Sorunsuz desen tanıma

Zihin, sürekli değişen ortamının bağlamını anında tanıyan bir tanıma makinesiydi. Sistem, belirli olay sınıfları fark edildiğinde duyguları tetikledi. Süreç, milyonlarca yıl boyunca biriken kalıtsal sinir hücresi hatıraları ile gerçekleştirildi. Anılar zihnin olayları tanımasını sağladı. Sinir hücrelerindeki benzer kalıtsal anılar, olaylar fark edildiğinde zihnin duyguları tetiklemesini sağladı. Ve daha fazla hücre hatırası, duyguların eylemleri tetiklemesine neden oldu. Eylemler kas hareketlerinin dizileriydi. Sürücü dizileri bile sinir hücreleri tarafından hatırlanabilir. Biz böyle yönlendirildik. Böylece devre kapandı. 100 milyar sinir hücresinin ilgisizliği ortadan kaldırmak ve motor çıkışı sağlamak için bağlamı kullanması için yarım saniye. Gölge ile çığlık arasındaki zaman. Yani, girdiden çıktıya, zihin kusursuz bir örüntü tanıma makinesiydi.

Sezgi ve hafıza

Ünlü nörobiyolog Walter Freeman, bilimin zihni anlamadaki kritik zorluğunu tanımladı. Bilişsel adamlar, sahip olduğunuz her şeyi her seferinde hesaplamaya atmanın imkansız olduğunu düşünüyor. Ama beynin yaptığı tam olarak budur. Bilinç, tüm geçmişinizi bir sonraki adımınıza, bir sonraki nefesinize, bir sonraki anınıza taşımakla ilgilidir. Zihin bütünseldi. Bir sonraki etkinlik için tüm bilgilerini değerlendirdi. Veritabanı ne kadar büyük olursa olsun, IA mantığı anında örüntü tanıma sağlayabilir. Bu mantık sağlam ve pratik olduğundan, sezgi aynı zamanda böyle bir anlık kalıp tanıma süreci olabilir. Sezgi daha sonra zihni, motor tepkilerini tetiklemek için sonsuz çeşitlilikteki nesneleri ve olayları anında tanıması için güçlendirebilir. Yaşayan her an, dinamik çok duyusal dünyanın bağlamını ve kendi geniş anılarını değerlendirebiliyordu. Bu anılar sinir hücrelerinin kombinatoryal kodlarında saklanabilir. Nobel Ödülü, kombinatoryal kodlamanın keşfi için değil, insan hafızasının keşfi için verilmeliydi.