محققان برای کشف چگونگی کدگذاری حافظه‌ی کوتاه مدت در مغز، از ابزارهای یادگیری ماشین استفاده می‌کنند

محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS)، با کشف یک جنبه‌ی کلیدی از چگونگی گذاری حافظه‌ی کوتاه مدت، گام بزرگی در زمینه‌ی علوم اعصاب محاسباتی شناختی برداشته‌اند.

محققان NUS، به سرپرستی پروفسور Camilo Libedinsky از دپارتمان روانشناسی، و Shih-Cheng Yen از دانشکده‌ی مهندسی، دریافته‌اند که یک گروه از نورون‌ها در لوب قدامی مغز، حاوی حافظه‌ی کوتاه مدت پایداری هستند که در فعالیت‌های عصبی که به صورت دینامیک دائما در حال تغییر هستند، ذخیره شده‌اند. این یافته ممکن است نتایج بسیار مهمی در درک چگونگی انجام اعمال ذهنی چندگانه به صورت همزمان داشته باشد، برای مثال یادآوری، توجه، و تصمیم گیری به طور همزمان در مغزی با اندازه‌ی محدود.

نتایج این مطالعه در ژورنال Nature Communications در نوامبر 2019 به چاپ رسیده است.

نقشه برداری حافظه‌ی کوتاه مدت در لوب قدامی مغز

لوب قدامی در مغز انسان نقش بسیار مهمی را در پردازش حافظه‌ی کوتاه مدت ایفا می‌کند. حافظه‌ی کوتاه مدت ظرفیت پایینی برای حفظ اطلاعات دارد. لیبندیسکی می‌گوید: حافظه‌ی کوتاه مدت می‌تواند به طور معمول 6 تا 8 آیتم را در خود حفظ کند. برای چند ثانیه به توانایی ما برای حفظ کردن یک شماره تلفن فکر کنید، این کار نیازمند حافظه‌ی کوتاه مدت است."

در اینجا محققان NUS به مطالعه‌ی چگونگی ارائه‌ی اطلاعات حافظه‌ی کوتاه مدت توسط لوب قدامی پرداخته‌اند. این کار از طریق اندازه گیری فعالیت‌های تعداد زیادی از نورون‌ها انجام شده است. نتایج پژوهش‌های گذشته‌ی این محققان نشان داده بود که اگر یک عامل پرت کننده‌ی حواس در دوره‌ی زمانی نگهداری حافظه‌ی کوتاه مدت حضور داشته باشد، باعث تغییر کد مورد استفاده توسط لوب فرونتال، برای کدگذاری اطلاعات می‌شود.

لیبدینسکی می‌گوید:" هضم این موضوع کمی دشوار بود، چرا که کد تغییر می‌کرد ولی خاطره کاملاً پایدار بود. در این مطالعه، ما این معما را حل کرده‌ایم."

با استفاده از ابزارهایی که از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین گرفته شده‌اند، محققان نشان دادند که اطلاعات پایدار را می‌توان در گروهی از کدهای در حال تغییر، پیدا کرد.

این بدان معنی است که تیم تحقیقاتی NUS نشان داده است که اطلاعات را می‌تواند از یک گروه از نورون‌ها که بعد از حضور عامل پرت کننده‌ی حواس، کد خود را تغییر داده‌اند نیز استخراج کرد.

این یافته‌ی ساده، کاربردهای بسیار بزرگتری دارد، چرا که نشان می‌دهد یک گروه عصبی به تنهایی می‌تواند حاوی چندین نوع اطلاعات مستقل و جداگانه باشد که تداخلی با یکدیگر ندارند. لیبدینسکی می‌گوید:" این می‌تواند یک ویژگی بسیار مهم از ارگانیزم‌هایی باشد که دارای انعطاف شناختی هستند."

محققان در حال حاضر مشغول گسترش این مطالعات هستند. کشف چگونگی برهمکنش چندین ناحیه‌ی مغزی با یکدیگر، با هدف انتقال و پردازش انواع مختلف اطلاعات، مهم‌ترین هدف این گروه است. این امر می‌تواند به وسیله‌ی یک تعامل میانی بین اندازه گیری‌هایی در شبکه‌های زیستی، و شبیه سازی‌های شبکه عصبی تحقق یابد. محققان همچنین در حال بررسی این فرآیندها در مغزهای غیرسالم، مانند افراد مبتلا به دمانس، نیز هستند.

منبع: ساینس دیلی