Увеличение размера нейронных цепей в мозге может повысить эффективность обучения, но эта расширенная связь также может препятствовать обучению.
Кембриджские нейробиологи предсказывают, что существует «идеальный» размер мозга, подходящий для выполнения определённых задач. В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, рассматривалось, как нейронные схемы могут использовать дополнительные возможности подключения для достижения более высокого и точного обучения.
Исследование показало, что добавление в сеть явно «избыточных» нейронов (клеток, которые заставляют ваш мозг работать) и синаптических связей (которые обеспечивают передачу информации от одного нейрона к другому) на самом деле неоднозначны. С одной стороны, увеличение числа подключений может облегчить изучение задачи. С другой стороны, из-за присущих шумов в соединениях, несущих сигнал, увеличение числа подключений в конечном итоге будет препятствовать как обучению, так и производительности задач, когда схема превысит определённых размер. Эти результаты указывают на новую потенциальную причину, по которой чрезмерное количество шумных связей может привести к нарушениям обучения, связанным с гиперактивностью мозга, включая некоторые формы развития аутизма.
Тимоти О’Лири, лектор информационных технологий и медицинской нейробиологии, который возглавил исследование, сказал: «Наше исследование показывает, что добавление «запасных» или избыточных соединений к цепям мозга может повысить производительность обучения. Эти дополнительные соединения не кажутся строго необходимыми для работы мозга, но они могут облегчить изучение новой задачи. Однако мы также обнаружили, что, если каждый новый путь добавляет «шум» к сигналу, который он передаёт, общая польза от обучения в конечном итоге будет потеряна при увеличении размера схемы. Поэтому мы можем предсказать, что существует так называемый идеальный размер мозгового контура, который подходит для конкретной задачи. Хотя доказательства указывают на тот факт, что большой мозг, как правило, можно найти у видов с более высокими когнитивными функциями и способностями к обучению, размер цепи мозга в конечном счёте может быть ограничен необходимостью эффективного обучения с надёжными синапсами. Короче говоря, добавление нейронов и связей в мозг может помочь обучению вплоть до определённого момента. После этого увеличение размера может фактически ухудшить обучение».
Фото: Clay Reid, Allen Institute; Wei-Chung Lee, Harvard Medical School, Sam IngersollЭто новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.