Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали передовую методологию визуализации, чтобы изучить активность синапсов и нейронных клеток мозга мышей во время учебной деятельности. Благодаря возможности наблюдать отдельные синапсы ученые увидели, что нейроны не следуют во время обучения какому-то одному правилу. Оказалось, что отдельные нейроны следуют целому множеству правил, а синапсы в разных регионах выполняют разные правила.

«Обычно синаптическую пластичность считают однородной в пределах мозга, — сказал Уильям Райт, первый автор исследования. — Наше исследование дает более четкую картину того, как меняются синапсы во время обучения. Оно может иметь большое значение для медицины, поскольку многие заболевания мозга связаны с той или иной формой синаптической дисфункции».

Райт и его коллеги обнаружили, что по-отдельности синапсы имеют доступ только к своей собственной «локальной» информации, но в совокупности помогают формировать новое усвоенное поведение. Речь идет о так называемой «проблеме присвоения коэффициентов доверия». Примером может служить деятельность отдельных муравьев, которые работают над определенными задачами, не зная, в чем состоит цель всей колонии.

Открытие того, что нейроны следуют нескольким правилам одновременно, застало исследователей врасплох. Оно фундаментальным образом меняет понимание деятельности мозга в процессе решения проблемы присвоения коэффициентов доверия, пишет EurekAlert.

Открытие может помочь прогрессу во многих областях — от лечения расстройств мозга и поведения до искусственного интеллекта. Кроме того, оно указывает на возможность новых подходов к обучению продвинутых моделей ИИ.

В прошлом году ученые из Японии представила технологию, которая позволяет вырастить в лаборатории нейроны со свойствами настоящих — в первых экспериментах они добились естественной нейропластичности. Результаты открывают новые возможности в изучении и развитии клеточных технологий.