Notre cerveau contient un algorithme de base qui nous permet non seulement de reconnaître les chats dans n'importe quelle image sur Internet, mais déclenche également l'intelligence qui fait de nous ce que nous sommes: des êtres intelligents, des humains.
«La logique mathématique relativement simple est au cœur de nos calculs cérébraux complexes», déclare le Dr Joe Tsien, neuroscientifique au Georgia College of Medicine de l'Université Augusta. Il parle de sa «théorie de la fusion», principe fondamental de l'assemblage et de la relation de nos milliards de neurones.
«L'intelligence, c'est beaucoup travailler avec l'incertitude et des possibilités infinies», dit Tsien. Il naît lorsqu'un groupe de neurones similaires forme une variété de groupes qui traitent des choses de base: reconnaître la nourriture, un abri, des amis et des ennemis. Ces groupes fusionnent ensuite en Motifs de Connectivité Fonctionnelle (FMP) pour gérer toutes les possibilités de ces principes fondamentaux, comme conclure que le riz fait partie d'un groupe alimentaire important qui serait un plat d'accompagnement de Thanksgiving. Plus la pensée est complexe, plus les neurones sont regroupés en un groupe (ou «clique», comme l'appelle le scientifique).
Cela signifie, par exemple, que nous reconnaissons non seulement la chaise de bureau, mais aussi le bureau dans lequel nous avons vu la chaise, et nous savons que nous étions assis sur cette chaise dans ce bureau.
«Vous savez que c'est un bureau, que ce soit chez vous ou à la Maison Blanche», dit Tsien, notant que la capacité à conceptualiser les connaissances est l'une des nombreuses choses qui nous distinguent des ordinateurs.
Tsien a publié sa théorie pour la première fois en octobre 2015 dans la revue Trends in Neuroscience. Maintenant, lui et ses collègues ont documenté cet algorithme dans sept zones différentes du cerveau associées à ces bases comme la nourriture et la peur chez les souris et les hamsters. Leur justification a été publiée dans la revue Frontiers in Systems Neuroscience.
«Pour que ce principe soit universel, il doit fonctionner dans de nombreux circuits neuronaux, nous avons donc sélectionné sept zones différentes du cerveau et avons soudainement vu ce principe à l'œuvre dans tous ces domaines», dit-il.
Le cerveau humain, semble-t-il, ne pourrait pas fonctionner sans l'organisation la plus complexe - il est absolument nécessaire à 86 milliards de neurones, malgré le fait que chaque neurone peut avoir des dizaines de milliers de synapses, et entre tous ces neurones, il y a des milliards d'interactions. Et au-dessus de toutes ces connexions innombrables se trouve la réalité d'un nombre infini de choses que chacun de nous, vraisemblablement, peut comprendre et étudier.
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Les neuroscientifiques et les experts en informatique se demandent depuis longtemps comment le cerveau est capable non seulement de contenir des informations spécifiques comme un ordinateur, mais aussi - contrairement aux technologies les plus modernes - de classer et de résumer les informations en connaissances et concepts abstraits.
«Beaucoup de gens ont longtemps supposé qu'il devrait y avoir un principe de conception de base à partir duquel l'intelligence découle et le cerveau se développe, comme la double hélice d'ADN et le code génétique que possèdent tous les organismes», dit Tsien. "Nous sommes arrivés à la conclusion que le cerveau peut fonctionner à partir d'une logique mathématique étonnamment simple."
Au cœur de la théorie des composés de Tjien se trouve l'algorithme n = 2i-1, qui détermine le nombre de groupes (ou "cliques" comme les appelle le scientifique) nécessaires pour un PMF, et qui permet aux scientifiques de prédire le nombre de groupes nécessaires pour reconnaître les options alimentaires, par exemple, en cadre des tests théoriques.
N est le nombre de groupes neuronaux connectés de toutes les manières possibles; 2 - signifie que les neurones de ce groupe reçoivent ou ne reçoivent pas d'entrée; i est l'information qu'ils reçoivent; -1 est la partie mathématique, vous permettant de considérer toutes les possibilités.
Pour tester la théorie, ils ont placé des électrodes dans une zone du cerveau pour «écouter» les réponses des neurones ou leur potentiel d'action et pour étudier les formes d'onde uniques générées par ces actions. Ils ont donné aux animaux différentes combinaisons de quatre aliments différents, comme des biscuits pour rongeurs ordinaires, des boules de sucre, du riz et du lait, et comme prévu par la théorie des connexions, les scientifiques ont pu identifier les 15 groupes de neurones différents qui répondent à la variété potentielle de combinaisons alimentaires.
Les clics neuronaux semblent sembler déjà connectés pendant le développement du cerveau, car ils sont apparus immédiatement lorsque les choix alimentaires ont été faits. Cette règle mathématique fondamentale est restée presque inchangée même lorsque la prescription NMDA pour l'apprentissage et la mémoire a été désactivée après que le cerveau a grandi.
Les scientifiques ont également découvert que la taille compte parce que, bien que les cerveaux humains et animaux aient un cortex à six couches - la couche externe du cerveau qui joue un rôle clé dans les fonctions cérébrales supérieures telles que l'apprentissage et la mémoire - la longueur longitudinale supplémentaire du cerveau humain offre plus de place pour les clics et la PMF. dit Tsien. Bien que la circonférence globale du cerveau de l'éléphant soit nettement plus grande que celle du cerveau humain, la plupart de ses neurones sont situés dans le cervelet, qui est beaucoup plus petit que le cortex cérébral. Le cervelet est plus activement impliqué dans la coordination musculaire, ce qui peut expliquer l'agilité d'un énorme mammifère avec sa taille gigantesque.
ILYA KHEL