O cérebro humano tem cerca de 86 bilhões de neurônios. Essas células disparam sinais elétricos que ajudam o cérebro a preservar a memória e ajudam a enviar dados e comandos através do cérebro e do sistema nervoso.
O cérebro possui bilhões de células em forma de astrosite-TARCA com muitas extensões longas que lhes permitem interagir com milhões de neurônios. Embora se pensem há muito tempo que eles são uma célula de apoio há muito tempo, estudos recentes sugeriram que os astrócitos podem desempenhar um papel no armazenamento de memória e outras atividades cognitivas.
Agora, os pesquisadores do MIT criaram uma nova hipótese sobre como os astrócitos podem contribuir para o armazenamento de memória. A arquitetura proposta pelo seu modelo ajudará a explicar a vasta capacidade de armazenamento do cérebro, que é muito maior que a expectativa usando apenas os neurônios.
“Basicamente, acreditava-se que os astrócitos foram limpos apenas em torno do neurônio, mas a evolução não poderia ser entendida que não há motivo especial, pois cada astrócito pode se comunicar com milhares de sinagas, eles também podem ser usados para calcular” Jan-Jan-Jack, engenharia mecânica e cérebro e conhecimento do cérebro e do conhecimento.
MIT-IBM Watson AI Lab e membro do trabalhador da IBM, Dimitri Kotov, escritor sênior de papel de acesso aberto, publicado em 25 de maio Atividades da Academia Nacional de CiênciasO PhD Leo Kojakov é o principal autor do artigo.
Memória
Os astrócitos têm uma variedade de funções de apoio no cérebro: limpam as ruínas, fornecem nutrientes aos neurônios e ajudam a garantir o suprimento de sangue adequado.
Os astrócitos também transmitem muitas tendas finas, que são conhecidas como processo, que podem envolver cada simpus-onde os dois neurônios interagem entre si-para criar um simo tripartido (três partes).
Nos últimos anos, os neurocientistas mostraram que, se as conexões entre astrosite e neurônios forem interrompidos, o armazenamento e a recuperação da memória serão desativados se as conexões entre o Astrosite e os neurônios forem interrompidos.
Ao contrário dos neurônios, os astrócitos não podem demitir o potencial de ação, emoções elétricas que carregam dados por todo o cérebro. No entanto, eles podem usar a sinalização de cálcio para contato com outro Astrosit. Nas últimas décadas, à medida que a resolução de imagens de cálcio se desenvolveu, os pesquisadores descobriram que os astrócitos de sinalização de cálcio permitem coordenar suas atividades com neurônios na sinapse associada a eles.
Esses estudos sugerem que o Astrosit pode detectar atividades neurais, o que consegue mudar seu próprio nível de cálcio. Essas alterações podem desencadear astronomia para converter o sinopus na sinopse – moléculas semelhantes de neurotransmissores.
“Existe um círculo fechado entre a sinalização de neurônios e a sinalização astrócito para a nova”, disse Kojkachov. “O que é desconhecido é o que os astrócitos podem calcular com as informações sensíveis dos neurônios” “
A equipe do MIT estava pronta para modelar o que essas conexões estavam fazendo e como elas poderiam contribuir para o armazenamento de memória. Com base em suas redes de modelos Hopfield – um tipo de rede neural que pode salvar e recuperar padrões.
A Hopfield Networks, originalmente usada para modelar o cérebro nas décadas de 1970 e 1980, desenvolvida por John Hopfield e Shan-Laichi Amari, mostrou que essas redes não podiam salvar informações suficientes na conta da enorme memória do cérebro humano. Uma nova versão modificada de uma rede Hopfield, conhecida como memória densamente associada, pode economizar muito mais informações através da sequência superior de acoplamento entre os dois neurônios.
No entanto, não está claro como o cérebro pode aplicar esses acoplamentos multi-neurônios à sinapse das hipóteses, uma vez que as sinapses convencionais conectam apenas dois neurônios: uma célula presinpática e uma célula pós-sináptica. É aqui que o Astrosit acontece.
“Se você tem uma rede de neurônios, que é alguns casais no par, há apenas uma pequena quantidade de informações que você pode codificar nas redes”, diz Crotov. “Para criar uma densa memória associada, você precisa fazer mais de dois neurônios.
Os pesquisadores podem armazenar significativamente mais informações do que uma rede de Hopfield tradicional, desenvolvida em seu novo artigo, é suficiente para contas de contas pelo poder de memória do cérebro.
Conexão complicada
Os pesquisadores dizem que esse tipo de conexões biológicas entre neurônios e astrosito fornece suporte para a idéia de como os sistemas de armazenamento de memória cerebral podem funcionar. Eles assumem que as memórias nos astrócitos são codificadas por mudanças gradualmente nos padrões de fluxo de cálcio. Esta informação é entregue aos neurônios pelo gliotransmissor publicado na sinapse conectada aos processos Astrosta.
“Ajustando cuidadosamente essas duas coisas – o padrão temporal espacial de cálcio na célula e, em seguida, as costas para os neurônios – você pode obter a mobilidade necessária para essa memória amplamente aprimorada”, diz Kojkacov.
Uma das principais características do novo modelo é que ele considera os astrócitos um processo de processo em vez de uma única entidade. Cada um desses processos pode ser considerado como uma unidade de cálculo. Devido à alta capacidade de armazenamento de dados de memórias densas associadas, a quantidade de dados armazenados no número de unidades computacionais é muito alta e aumenta com o tamanho da rede. Torna o sistema não apenas de alta potência, mas também com eficiência energética.
“ত্রিপক্ষীয় সিনাপটিক ডোমেনগুলি ধারণার মাধ্যমে- যেখানে অ্যাস্ট্রোসাইটগুলি প্রাক- এবং পোস্টসিন্যাপটিক নিউরনের সাথে গতিশীলভাবে যোগাযোগ করে- মস্তিষ্কের মৌলিক গণনামূলক ইউনিট হিসাবে, লেখকরা যুক্তি দিয়েছিলেন যে প্রতিটি ইউনিট নেটওয়ার্কে নিউরনগুলি যেমন রয়েছে ততই মেমরির নিদর্শনগুলি সংরক্ষণ করতে পারে,” এই নিউরোন-এ নিউরোন-এ নিউরোন-এ নিউরোন-এ নিউরোন-এ নিউরোন-এ-এ নিউরোন-এ-এ নিউরান-এ-এ parcialmente no neurônio-um neurônio-neurônio-um neurônio-um neurônio é adesivo no neurônio, Morgio de Pitta, professor assistente da fisiologia do Instituto de Pesquisa Cremobil da Universidade de Toronto, que não esteve envolvido no estudo.
Para verificar como o cérebro pode preservar a memória corretamente, os pesquisadores podem tentar desenvolver conexões nos processos da Astrosite corretamente e depois observar como esses fabricantes afetam a função de memória.
“Esperamos que este trabalho possa ser uma conseqüência de que os experimentos levem essa idéia a sério e façam alguns testes para testar essa hipótese”, disse Crotov.
Além de fornecer informações sobre como o cérebro pode salvar a memória, esse modelo também pode fornecer orientação aos pesquisadores que trabalham em inteligência artificial. Os pesquisadores podem criar uma grande variedade de exploração para vários propósitos, alterando a conexão da rede de processo para processo, por exemplo, uma continuação do denso sistema de memória e atenção associado em grandes modelos de linguagem.
“A neurociência inspirou inicialmente os conceitos originais da IA, os últimos 50 anos da pesquisa em neurociência tiveram um impacto na IA, e muitos algoritmos modernos de IA se afastaram das analogias neurológicas”, disse Slotin. “Nesse sentido, este trabalho pode ser uma das primeiras contribuições da IA a ser informado pela recente pesquisa de neurociência”.
