El cerebro es una red compleja que contiene miles de millones de neuronas, donde cada una de estas neuronas se comunica simultáneamente con miles de otras a través de sus sinapsis enlaces. Sin embargo, la neurona realmente recoge sus muchas señales entrantes sinápticas a través de varios "brazos" ramificados extremadamente largossolo, llamados árboles dendríticos.
En 1949, el trabajo pionero de Donald Hebb sugirió que el aprendizaje ocurre en el cerebro al modificar la fuerza de las sinapsis, mientras que las neuronas funcionan como elementos computacionales en el cerebro. Esto ha sido la suposición común hasta hoy.
Utilizando nuevos resultados teóricos y experimentos en cultivos neuronales, un grupo de científicos, dirigido por el Prof. Ido Kanter, del Departamento de Física y el Centro de Investigación del Cerebro Multidisciplinario Gonda Goldschmied en la Universidad de Bar-Ilan, ha demostrado que la centraldurante casi 70 años, la suposición de que el aprendizaje se produce solo en las sinapsis es errónea.
En un artículo publicado hoy en la revista Informes científicos , los investigadores van en contra de la sabiduría convencional para demostrar que el aprendizaje en realidad lo realizan varias dendritas, similar al mecanismo de aprendizaje lento que actualmente se atribuye a las sinapsis.
"El proceso de aprendizaje recién descubierto en las dendritas ocurre a un ritmo mucho más rápido que en el escenario anterior, lo que sugiere que el aprendizaje ocurre únicamente en las sinapsis. En este nuevo proceso de aprendizaje dendrítico, hay algunos parámetros adaptativos por neurona, en comparacióna miles de personas pequeñas y sensibles en el escenario de aprendizaje sináptico ", dijo el profesor Kanter, cuyo equipo de investigación incluye a Shira Sardi, Roni Vardi, Anton Sheinin, Amir Goldental y Herut Uzan.
El nuevo escenario de aprendizaje sugerido indica que el aprendizaje ocurre en unas pocas dendritas que están mucho más cerca de la neurona, a diferencia de la noción anterior. "¿Tiene sentido medir la calidad del aire que respiramos a través de muchos pequeños y distantes¿sensores de satélite en la elevación de un rascacielos, o usando uno o varios sensores cerca de la nariz? De manera similar, es más eficiente para la neurona estimar sus señales entrantes cerca de su unidad computacional, la neurona ", dice Kanter.La teoría de Hebb ha estado tan profundamente arraigada en el mundo científico durante 70 años que nadie ha propuesto un enfoque tan diferente. Además, las sinapsis y las dendritas están conectadas a la neurona en una serie, por lo que el sitio localizado exacto del proceso de aprendizaje parecía irrelevante.
Otro hallazgo importante del estudio es que las sinapsis débiles, previamente asumidas como insignificantes a pesar de que comprenden la mayoría de nuestro cerebro, juegan un papel importante en la dinámica de nuestro cerebro. Inducen oscilaciones de los parámetros de aprendizaje en lugar de empujarlosa extremos fijos poco realistas, como se sugiere en el escenario de aprendizaje sináptico actual.
El nuevo escenario de aprendizaje ocurre en diferentes sitios del cerebro y, por lo tanto, exige una reevaluación de los tratamientos actuales para la funcionalidad cerebral desordenada. Por lo tanto, la frase popular "las neuronas que se disparan juntas" se unen, resumiendo la hipótesis de los 70 años de Donald Hebb, ahora debe reformularse. Además, el mecanismo de aprendizaje está en la base de los recientes logros avanzados de aprendizaje automático y aprendizaje automático. El cambio en el paradigma de aprendizaje abre nuevos horizontes para diferentes tipos de algoritmos de aprendizaje profundo y aplicaciones basadas en inteligencia artificial que imitan nuestro cerebrofunciones, pero con características avanzadas y a una velocidad mucho más rápida.
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Materiales proporcionados por Universidad de Bar-Ilan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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