دانشمندان برای اولین بار مشاهده کرده‌اند که چگونه مغز چندین نسخه از آنچه اتفاق می‌افتد را «در ذهن نگه می‌دارد».

به گزارش مجله خبری نگار/دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست دریافته‌اند که موش‌ها «بازنمایی‌های» عصبی متمایزی از فرضیه‌های مختلف در مغز خود ایجاد می‌کنند. این اولین تأیید تجربی است که مغز می‌تواند همزمان چندین نسخه از واقعیت را پردازش کند - و نسخه‌ای را انتخاب کند که به نظر می‌رسد به هدف مورد نظر منجر می‌شود. این کار در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است.

وقتی به دنبال مکانی آشنا هستیم، اما جزئیات آن کاملاً مشخص نیست - مثلاً در میان انبوهی از ساختمان‌های آجری یکسان - مغز می‌تواند چندین گزینه ممکن را همزمان در ذهن نگه دارد: "آیا این ساختمان مناسب است؟ یا ساختمان پایین خیابان؟ " معلوم می‌شود که این توانایی "جهت‌یابی ذهنی" مختص انسان‌ها نیست.

تیم پروفسور مارک هارنت نحوه عملکرد ناحیه‌ای از مغز به نام قشر خلفی طحالی (retrosplenial cortex) را بررسی کردند. این ناحیه با جهت‌یابی مرتبط است و اطلاعات را از قشر بینایی، هیپوکامپ و سایر قسمت‌های مغز دریافت می‌کند.

موش‌ها در یک هزارتوی دایره‌ای با ۱۶ سوراخ در اطراف محیط قرار داده شدند. فقط یکی از آنها پاداش می‌داد و آنها باید با نقاط درخشان روی زمین جهت‌یابی می‌کردند. بعداً، این کار دشوارتر شد: دو نقطه یکسان ظاهر شد و فقط نقطه‌ای که در خلاف جهت عقربه‌های ساعت قرار داشت، پاداش را نشان می‌داد. اما موش هرگز هر دو نقطه را همزمان نمی‌دید - باید با به خاطر سپردن مسیری که طی کرده بود و جهت حرکتش، بفهمد که کجاست.

در حالی که محققان در حال انجام این کار بودند، فعالیت نورون‌ها را در قشر خلفی طحال بررسی کردند. آنها دریافتند که در لحظات عدم قطعیت - زمانی که موش هنوز دقیقاً نمی‌دانست کدام نقطه مسیر به پاداش منجر می‌شود - دو الگوی متمایز از فعالیت در مغز شکل می‌گیرد. هر کدام با یکی از فرضیه‌های ممکن مطابقت دارند: "من اینجا هستم" یا "من آنجا هستم". وقتی اطلاعات کافی برای تصمیم‌گیری در دسترس قرار گرفت، هر دو الگو به الگویی تبدیل شدند که با گزینه صحیح مطابقت داشت؛ بنابراین مغز موش فقط گزینه‌ها را "ذخیره" نمی‌کرد - بلکه به طور فعال از آنها برای فهمیدن چگونگی رسیدن به هدف استفاده می‌کرد.

جالب اینجاست که «بازنمایی‌های دوگانه» مشابهی قبلاً در کار یک شبکه عصبی مصنوعی که برای حل یک مسئله مشابه آموزش دیده بود، مشاهده شده است. همانطور که مقایسه‌ها نشان داده‌اند، در مغز موش‌ها، فعالیت نیز به صورت شبکه‌های عصبی کاملاً متصل سازماندهی می‌شود - چیزی شبیه به «بلوک‌های هوشمند» که می‌توانند به طور انعطاف‌پذیر بین گزینه‌ها تغییر کنند.

نویسندگان معتقدند که این کشف نه تنها می‌تواند به درک بهتر چگونگی حل مسائل پیچیده توسط مغز کمک کند، بلکه می‌تواند به پیشرفت سیستم‌های هوش مصنوعی که قادر به مدیریت اطلاعات نامشخص به همان روشی هستند که یک موجود زنده انجام می‌دهد، نیز کمک کند.