Το μοντέλο υπολογιστή εξηγεί πώς τα ζώα επιλέγουν ενέργειες με ανταμείβοντας αποτελέσματα
Οι έρευνες υποδηλώνουν ότι τα κυκλώματα, τα οποία βρίσκονται στα βασικά γάγγλια, επιλέγουν τις καλύτερες συσχετίσεις αισθητηριακού κινητικού για να δημιουργήσουν τα πιο ανταμείβοντας μαθήματα δράσης. Το υπολογιστικό μοντέλο μπορεί να αντιπροσωπεύει τις ποικίλες λειτουργίες στις οποίες εμπλέκονται τα κυκλώματα - λήψη αποφάσεων, αποκτώντας δεξιότητες μέσω της μάθησης ενίσχυσης και των διαδρομών σχεδιασμού - μεταξύ άλλων.
Προηγούμενα μοντέλα των βασικών γάγγλων έχουν επικεντρωθεί στο ρόλο των κυκλωμάτων στον έλεγχο του κινητήρα. Το νέο μοντέλο προτείνει ένα πιο ολοκληρωμένο υπολογιστικό πλαίσιο που μπορεί να εξηγήσει τόσο τον κινητήρα όσο και τις γνωστικές λειτουργίες αυτής της περιοχής του εγκεφάλου.
"Ο στόχος μας ήταν να κατανοήσουμε τον υπολογισμό που λαμβάνει χώρα στα βασικά γάγγλια σε διάφορα είδη και συμπεριφορές και να παρέχει ένα ενοποιητικό υπολογιστικό πλαίσιο που αντιπροσωπεύει όλες τις διαφορετικές λειτουργίες στις οποίες έχουν εμπλακεί τα βασικά γάγγλια", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Samuel A. Musallam, PhD, συνεργάτης της νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine.
"Το νέο μοντέλο μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τους νευρικούς μηχανισμούς που δημιουργούν συμπεριφορά σε πολλές χρονικές κλίμακες, από τις ταχείες προσαρμογές των κινήσεων σε απάντηση σε άμεσες ανταμοιβές και σφάλματα, στη μακροπρόθεσμη εκμάθηση των συμπεριφορικών αλληλουχιών που ξεδιπλώνονται σε πολλά δευτερόλεπτα", ανέφερε.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στις 30 Αυγούστου στο περιοδικό Neuron.
Το μοντέλο μπορεί να εξηγήσει τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα εκτελούν μια σειρά από καθήκοντα αισθητηριακής κινητικής στον φυσικό κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των εξειδικευμένων κινήσεων προς τους οπτικούς στόχους, τον σχεδιασμό των τροχιών των κινήσεων των ματιών για να επιλέξουν αντικείμενα στόχου για να σταθεροποιηθούν κατά τη διατροφή για φαγητό και να αποκτήσουν τη γλώσσα μέσω της συσχετιστικής μάθησης.
"Το μοντέλο αποκαλύπτει κοινούς υπολογιστικούς μηχανισμούς σε είδη και καθήκοντα", δήλωσε ο Musallam. "Παρά τις μεγάλες διαφορές στα κινητικά και γνωστικά συστήματα στα ζώα, τα βασικά γάγγλια φαίνεται να χρησιμοποιούν παρόμοιες αρχές υπολογισμού ανεξάρτητα από το αν το σύστημα ελέγχει τις κινήσεις ή τις κινήσεις των ματιών και ότι αυτές οι αρχές μοιράζονται σε διαφορετικά καθήκοντα όπως ο κινητήρας και η λήψη αποφάσεων".
Ο Musallam και η ομάδα του χρησιμοποιούν τώρα το μοντέλο για να κάνουν ακριβέστερες προβλέψεις που μπορούν να δοκιμαστούν με νευρικές ηχογραφήσεις σε πειραματόζωα. Σχεδιάζουν επίσης να χρησιμοποιήσουν το μοντέλο για να αναπτύξουν νέες στρατηγικές θεραπείας για νευρολογικές ασθένειες που επηρεάζουν τα βασικά γάγγλια, όπως η νόσος του Πάρκινσον.
