В последние годы искусственный интеллект совершил огромный скачок вперед, но человеческий мозг по-прежнему остается непревзойденным в умении быстро учиться и применять знания в новых ситуациях. Недавнее исследование, проведенное в Принстонском университете (Princeton University), проливает свет на то, как именно мозг справляется с этим сложным процессом. Вместо привычных тестов на людях ученые обратились к макакам-резусам (Macaca mulatta), чья структура мозга и когнитивные способности во многом схожи с человеческими.
В ходе экспериментов обезьяны выполняли задания на экране, различая цвета и формы, а также выбирая направление взгляда для ответа. В это время специалисты фиксировали активность мозга, чтобы понять, какие участки задействованы при выполнении разных задач. Оказалось, что мозг использует отдельные группы нейронов, которые можно сравнить с конструкторами — своеобразными «когнитивными лего».
Гибкость мышления
Эти нейронные блоки не закреплены за одной функцией. Мозг способен комбинировать их по-разному, создавая новые схемы для решения незнакомых задач. Такой подход обеспечивает невероятную гибкость мышления, которой пока не хватает даже самым продвинутым ИИ-системам. Например, если одна группа нейронов отвечает за различение цвета, ее можно подключить к другой, управляющей движением, чтобы быстро освоить новую задачу.
Исследователи отмечают, что именно эта способность к «перепаковке» когнитивных элементов позволяет человеку и животным быстро адаптироваться к переменам. В отличие от нейросетей, которые часто забывают старые навыки при обучении новым, мозг сохраняет и переиспользует уже освоенные паттерны.
Роль префронтальной коры
Особое внимание ученые уделили префронтальной коре — области мозга, отвечающей за планирование, принятие решений и решение сложных задач. Здесь и были обнаружены основные «строительные блоки» когнитивных процессов. Когда определенные блоки не нужны, их активность снижается, что позволяет мозгу сосредоточиться на текущей задаче и не тратить ресурсы впустую.
Такой механизм напоминает работу функций в компьютерных программах: одни нейроны выполняют базовые операции, а их результаты передаются дальше по цепочке. Благодаря этому мозг может быстро переключаться между задачами, не теряя эффективности.
Преимущество перед ИИ
Современные искусственные нейросети способны достигать выдающихся результатов в отдельных областях, но им сложно осваивать сразу несколько разных задач. При попытке обучить ИИ новым умениям часто возникает эффект «катастрофического забывания» — система теряет способность выполнять предыдущие задания.
В отличие от этого, мозг человека и животных умеет использовать уже накопленный опыт для решения новых проблем. Это позволяет быстро реагировать на изменения окружающей среды, учиться на ошибках и применять знания в неожиданных ситуациях.
Возможности для медицины
Открытие механизма «когнитивных лего» может стать прорывом не только для развития искусственного интеллекта, но и для медицины. Понимание того, как мозг переключается между задачами и использует одни и те же нейронные блоки, поможет разрабатывать новые методы лечения неврологических и психических расстройств. Особенно это актуально для пациентов, которым сложно применять привычные навыки в новых условиях.
Ученые считают, что в будущем их работа поможет создать более гибкие и адаптивные ИИ-системы, а также улучшить реабилитацию людей с нарушениями когнитивных функций.
Если Вы не знали, Принстонский университет (Princeton University) — один из старейших и самых престижных вузов США, известный своими исследованиями в области нейронаук и искусственного интеллекта. В университете работают ведущие специалисты мира, а его лаборатории регулярно публикуют открытия, меняющие представления о работе мозга и возможностях современных технологий.
