研究人员使用计算机重建了老鼠和人类的大脑功能。人工智能可以从中学习。
丘脑长期以来一直被认为是主要负责处理感觉刺激的大脑区域。最近的研究提供了越来越多的证据表明它构成了认知过程中的一个中心转换。由波鸿鲁尔大学 874 合作研究中心的 Burkhard Pleger 教授和麻省理工学院(美国麻省理工学院)的一个团队领导的神经科学研究人员观察了小鼠和人类大脑的学习过程，并在数学模型中对其进行了建模。他们表明，丘脑中背核区域在认知灵活性中起着决定性的作用。他们于2022 年 9 月 12 日在《公共科学图书馆计算生物学》杂志上发表了他们的发现。
一个简单的学习任务
德国和美国团队的联合研究始于简单学习任务中对大脑的实验观察。德国团队使用功能性磁共振成像观察了人类测试参与者的大脑活动，而测试对象必须用指尖以不同的顺序感受两种不同的刺激。然后他们被要求预测每种情况下的下一个刺激。根据一种或另一种刺激发生的可能性，这项任务要么更容易学习，要么更难学习。
MIT 团队让老鼠完成了一项非常相似的学习任务，不仅在此过程中观察它们的大脑活动，而且随后以数学模型的形式对其进行了复制。“当我们阅读相关论文时，我们立即发现了小鼠和人类的激活模式之间的巨大相似性，”Burkhard Pleger 说。
基于他们同事的工作，两个研究团队共同扩展了数学鼠标模型，将人体成分包括在内。他的团队和美国团队在目前的研究中开辟了新天地：“研究老鼠的研究人员和与人类一起工作的我们必须首先开发一个通用术语，这样我们才能一起工作，”他解释道。
结果很有趣，原因有三个
当研究人员随后将数学模型应用于实验中的学习任务时，它产生的结果与测试参与者大致相同。“几乎有 90% 的相关性，这是非常高的，”Pleger 说。
数学网络模型的一个特点是丘脑中背核区域与前额叶皮层区域不断交换。“这再次证明了丘脑对认知过程的巨大意义，”Burkhard Pleger 说。