AI fastställer hur hjärnan bearbetar tankar
AI fastställer hur hjärnan förutsäger och bearbetar tankar
I en banbrytande studie har de två forskarna Dr Patrick Krauss och Dr Achim Schilling från Cognitive Computional Neuroscience Group vid Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) nu använt artificiell intelligens för att få stora insikter i hur våra hjärnor fungerar som kan väsentligt förändra vår förståelse av mänskliga tankeprocesser och känslor.
Vad kommer härnäst i en mening? Vad kommer jag se härnäst? Hur förändras miljon när jag gör detta och vad händer med min kropp när jag gör det?
Den mänskliga hjärnan är ständigt upptagen på alla nivåer av komplexitet och abstraktion med att förutsäga vad som kommer hända härnäst. Detta är känt som prediktiv kodning och anses vara en av huvuduppgifterna för det mänskliga superorganet, vilket gör adaptivt beteende möjligt och gör det möjligt för oss att hitta vår inriktning i vår omgivning.
Dr Patrick Krauss och Dr Achim Schilling från Cognitive Computational Neuroscience Group vid Chair of Computer Science 5 Pattern Recognition vid FAU har lyckats understryka denna utbredda hpotes och bidra med nya rön i sin senaste studie.
De två fysikerna och neuroforskarna analyserade den mänskliga hjärnans spontana aktivitet med hjälp av autokodare, en avancerad form av artificiell intelligens som gör att mönster och kopplingar kan uppfattas i de komplexa mängder data som vår hjärna tillhandahåller som skulle ha varit omöjliga med mer traditionell metoder.
Detta möjliggjordes tack vare deras samarbete med forskare från Epilepsicentrum vid Uniklinikum Erlangen (Professor Hajo Hamer). Epilepsipatienter på centrat får elektroder inplanterade i deras hjärnor innan det kirurgiska avlägsnandet av epileptogena foci.
Med hjälp av de särskilt sällsynta och därför särskilt värdefulla data som mottogs som ett resultat gjorde forskarna en upptäckt som ledde till banbrytande resultat: Vissa spontana aktiviteter i vår hjärna som kallas lokala fältpotentialer (LFP) kunde ge avgörande indikatorer om hur våra hjärnor arbetar. Dessa spontana signaler verkar spela en viktig roll i hur våra hjärnor bearbetar information även i frånvaro av yttre stimuli.
"I vår studie insåg vi att våra hjärnor ständigt utvecklas genom aktiva tillstånd som definieras av dessa LPF:er. Det är som om våra hjärnor ständigt spelar igenom olika alternativ för vad som kan hända härnäst även om vi inte gör eller uppfattar något speciellt och inte får några ytterligare stimuli i det ögonblicket, betonar Dr Patrick Krauss.
"Vi har också upptäckt att formen av dessa LFP kan bestämma riktningen för informationsflödet i hjärnan. Detta kan ge oss viktiga insikter om hur tankar och känslor bearbetas i våra sinnen", tillägger Dr Achim Schilling.
Fynden som inte bara öppnar nya vägar för forskning utan också kan leda till bättre metoder för diagnos och behandling av hjärnsjukdomar. Dessa AI-baserade metoder kan också användas i samband med normala EEG- eller MEG-mätningar, där elektroder fästs på skallytan för att mäta hjärnans aktivitet.
"Kunskapen om vad våra hjärnor brukar göra när vi är i vila kan komma till god användning i diagnostiska syften. Om vi kan få en allt bättre förståelse för hur våra hjärnor fungerar och bearbetar information, kommer det att tillåta oss att utveckla mer specifika metoder för diagnos och behandling av neurologiska sjukdomar", framhåller Dr Achim Schilling.
"Om till exempel hjärnan går in i ett tillstånd som inte korrelerar med de yttre stimulierna, kan det vara en indikation på patologiska förändringar."
Samtidigt som AI används som ett verktyg kan resultaten av studien från de två FAU-forskarna också bidra till att vidareutveckla AI. Det långsiktiga målet: AI inspirerad av neurovetenskap som är kapabel att kontinuerligt göra förutsägelser, även om den för närvarande inte bearbetar någon input.
"Detta kan vara särskilt användbart i AI-system som är inbyggda i fordon, till exempel, särskilt när man tänker på säkerheten", förklarar Dr Achim Schilling.
Dr Patrick Krauss fortsätter, "Även om det inte är mycket trafik och bilen bara kör rakt fram på motorvägen, skulle det vara fördelaktigt för AI att i bakgrunden överväga vilka trafikincidenter som kan inträffa och som den potentiellt kan reagera på."
Studien från Dr Patrick Krauss och Dr Achim Schilling visar därför att den synergetiska kopplingen mellan AI och hjärnforskning är kapabel till att vidga gränserna för vad som är känt om kognitiva processer och hjärnfunktion, vilket så småningom leder till innovativa nya tillvägagångssätt inom medicinsk diagnostik och terapi.
Den ökade sammansättningen av teknik och hjärnforskning visar också hur avgörande tvärvetenskapliga tillvägagångssätt är för att avkoda de komplexa system som finns i naturen.
Med sina upptäckter närmar sig FAU-forskarna inget mindre än en bättre förståelse för det kanske mest komplexa av alla system: den mänskliga hjärnan.
Kommentarer
Skicka en kommentar