Ученые разрабатывают «теорию тысячи мозгов», которая объяснит как работает неокортекс

Новая «теория тысячи мозгов» предполагает, что мы не формируем единой сложной модели мира, а постоянно синхронизируем работу множества отдельных моделей.

Здесь происходят анализ сенсорной информации и сознательное мышление, формируются моторные команды и речь. Предполагается, что неокортекс работает, создавая и постоянно обновляя модель окружающего мира, объектов, людей и себя в нем. Однако механизм действия нейронов новой коры остается загадкой, и регулярно появляются новые гипотезы о его функционировании.

Такую идею озвучили недавно Джефф Хокинс (Jeff Hawkins) и его коллеги из компании Numenta, которая специализируется на разработке систем искусственного интеллекта, воспроизводящих устройство живого мозга. «Теория тысячи мозгов» (Thousand Brains Theory) предполагает, что каждая область неокортекса формирует собственные полные модели объектов, а дальние связи позволяют им работать одновременно, формируя иллюзию целостного восприятия мира. Ее описание исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Neural Circuits.

Ученые обратились к «нейронам решетки», характерным для энторинальной коры височных долей головного мозга. Они образуют шестигранные структуры и активируются в зависимости от движения животного в пределах воображаемой пространственной решетки, отражая его положение и ориентацию (в 2014 году за открытие этого механизма была вручена Нобелевская премия). Хокинс и его соавторы предположили, что аналогичные структуры могут присутствовать по всему неокортексу и в каждой из них формируются свои модели воспринимаемых объектов. «Если нейроны решетки отображают положение в пространстве одного предмета, самого тела, то мы предполагаем, что «нейроны решетки» в неокортексе одновременно отображают положение множества предметов», — пишут исследователи.

А — в общем случае орган чувств последовательно возбуждает участки коры, которые анализируют поступающую с него информацию и формируют модели объекта. В — дальние связи позволяют разным моделям (например, зрительной и осязательной) работать вместе, формируя целостный образ (например, чашки в руке).

В самом деле, кора нашего головного мозга организована из групп, объединяющих сотни нейронов, сложенных в многослойные вертикальные колонки. «Колонки в соматосенсорной коре могут отслеживать положение осязательных свойств объекта, — продолжают авторы, — а колонки в зрительной коре — визуальных». «Теория тысячи мозгов» предполагает, что все множество таких моделей существует в неокортексе параллельно, а дальние связи между нейронами позволяют синхронизировать их. В основе работы новой коры оказывается не иерархическое формирование единой модели окружающего мира, а сложные сетевые взаимодействия между множеством «малых» моделей. 

onauke.info