Podle nedávné studie zveřejněné v časopisu Nature, a která byla analyzována časopisem Muy Interesante, má lidský mozek schopnost osvojit si nové dovednosti, aniž by musel zapomínat na již získané znalosti. Výzkum odhaluje, že tento proces je založen na reorganizaci a opětovném využití stávajících neuronálních okruhů, což podpírá mentální flexibilitu charakteristickou pro lidi a umožňuje rychle se přizpůsobit měnícím se situacím.
Studie a experimentální design
Tým mezinárodních neurovědců se v rámci studie zaměřil na analýzu mozkové aktivity makaků, kteří byli vyškoleni k tomu, aby se střídali mezi několika souvisejícími úkoly. Výsledky, které zaznamenal Muy Interesante, ukazují, že mozek využívá sdílené neuronální aktivity k vyřešení různých úkolů, flexibilně je kombinující podle aktuální situace. Toto opětovné využití interních zdrojů namísto vytváření nových okruhů pro každý výzvu vysvětluje, proč se lidé učí rychleji a efektivněji než stroje.
Prezentace podnětů a rozhodovací proces
Experiment spočíval v tom, že makakům byly předkládány vizuální podněty s postupně se měnícími barvami a tvary, přičemž měli učinit rozhodnutí zaměřením se na různé body na obrazovce. V některých úlohách se zvířata musela soustředit pouze na barvu, v jiných pouze na tvar, a každé rozhodnutí mělo být spojeno s odlišnými pohyby očí. Cílem bylo pozorovat, jak mozek organizuje rozhodovací proces nad rámec jednoduché vizuální percepce.
Klíčovým prvkem experimentálního designu byla skutečnost, že úkoly sdílely společnou strukturu. Všechny vyžadovaly vnímání podnětu, jeho interpretaci podle určité pravidla a transformaci na konkrétní akci. Nicméně makakové nedostávali explicitní signály o tom, jaká pravidla mají použít, proto museli usuzovat na základě pokusů a omylů, přizpůsobující své chování na základě získaných odměn. Tento přístup umožnil vědcům pozorovat, jak mozek čelí nejistotě a změně, přičemž si uchovává užitečné reprezentace a reorganizuje jiné, aby se přizpůsobil novým požadavkům.
Funkce neuronové aktivity
Podrobná analýza neuronální aktivity odhalila, že klíčové informace, jako jsou barva, tvar či motorická odpověď, se reprezentovaly v „subprostorech“ sdílených mezi úkoly. Jinými slovy, stejné skupiny neuronů se účastnily různých kontextů, přičemž se odlišovaly způsoby jejich využití. Prefrontální kůra, oblast spojená s komplexními kognitivními funkcemi, hrála klíčovou roli, protože zde se reprezentace barvy či akce zachovávaly podobné i při změně konktrétní úlohy, což naznačuje jejich důležitost v generalizaci znalostí. Naopak, jiné oblasti mozku, jako jsou senzorické oblasti nebo striatum, vykazovaly specifické reprezentace pro každý úkol, což ukazuje na rovnováhu mezi opětovným využitím a specializací.
Důležitost vnitřního přesvědčení
Studie rovněž dokázala, že mozek organizuje informace v definované sekvenci. Nejprve identifikuje relevantní prvky podnětu a poté překládá tyto informace do odpovědi. Tato uspořádaná řada kroků, pozorovaná v mozkové aktivitě makaků, potvrzuje, že rozhodování není okamžitá reakce, ale výsledek postupné transformace vnímání na akci. Tento proces také závisí na pravidle, které mozek považuje za platné v každém okamžiku, což znamená, že stejný podnět může vést k různým rozhodnutím podle kontextu.
Důležitost „vnitřního přesvědčení“ o úkolu, který se právě provádí, také zdůraznil Muy Interesante. Zvířata udržovala mentální reprezentaci úkolu, která se přizpůsobovala zkušenosti. Když bylo toto přesvědčení silné, relevantní neuronální reprezentace se staly jasnějšími, zatímco ty nevhodné slábly. Mozek tedy nejen reaguje na podněty, ale také dedukuje a upřednostňuje informace podle toho, co považuje za důležité. Tato kognitivní adaptace je dynamická a nerovnoměrná: zatímco motorické odpovědi se rychle přizpůsobují, senzorické reprezentace se mění pozvolna.
Důsledky pro umělou inteligenci a neurovědu
Důsledky těchto zjištění dalece přesahují laboratorní prostředí. Pochopení toho, jak mozek znovu využívá reprezentace, pomáhá objasnit lidskou schopnost učit se, aniž by zapomínal předchozí znalosti, což je výhoda, které stroje zatím nedokázaly dosáhnout. Podle Muy Interesante by tento princip mohl inspirovat vývoj flexibilnějších a odolnějších systémů umělé inteligence, a také nové terapeutické strategie pro poruchy, které ovlivňují kognitivní flexibilitu.
Výzkum naznačuje, že klíč k mentální flexibilitě spočívá v dovednosti reorganizovat a využívat existující zdroje, spíše než v neustálém hromadění nových učeních. Tato perspektiva redefinuje chápání inteligence a otevírá nové cesty pro neurovědu a technologii.
