Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Il nostro cervello ha un algoritmo di base che genera l'intelligenza

Il nostro cervello ha un algoritmo di base che genera l'intelligenza

Il nostro cervello ha un algoritmo di base che ci consente non solo di riconoscere il pasto tradizionale del Giorno del Ringraziamento, ma ci dà l'intelligenza per riflettere sulle implicazioni più ampie di un raccolto abbondante, come pure di una buona famiglia e degli amici.


"Un logica matematica relativamente semplice è alla base dei nostri calcoli cerebrali complessi", ha detto il dottor Joe Z. Tsien, neuroscienziato del Medical College of Georgia all'Augusta University, condirettore del Brain and Behavior Discovery Institute dell'Augusta University e docente al Georgia Research Alliance in Neurobiologia Cognitiva e dei Sistemi.


Tsien sta parlando della sua Teoria della Connettività, un principio fondamentale del modo in cui si assemblano e si allineano i nostri miliardi di neuroni, non solo per acquisire conoscenze, ma anche per generalizzare e trarre conclusioni. "L'intelligenza ha davvero a che fare con l'incertezza e le infinite possibilità", ha detto Tsien.


Sembra essere attivata quando un gruppo di neuroni simili formano varie combriccole per gestire ogni [informazione di] base, come riconoscere cibo, riparo, amici e nemici. I gruppi di combriccole poi si raggruppano in «elementi di connettività funzionale» (FCM - Functional Connectivity Motifs), per gestire ogni possibilità in ciascuno di questi principi fondamentali, come estrapolare che il riso fa parte di un importante gruppo di cibi, che potrebbe essere un buon contorno al pranzo del Ringraziamento. Più complesso è il pensiero, più sono le combriccole che partecipano.


Ciò significa, per esempio, che possiamo non solo riconoscere una sedia da ufficio, ma un ufficio, quando ne vediamo uno e capiamo che la sedia è dove ci si siede in quell'ufficio. "Capisci che un ufficio è un ufficio, che sia a casa tua o alla Casa Bianca", ha detto Tsien a proposito della capacità di concettualizzare la conoscenza, una delle molte cose che ci distingue dai computer.


Tsien ha pubblicato in ottobre 2015 la sua teoria in un saggio sulla rivista Trends in Neuroscience. Ora lui e i suoi colleghi hanno documentato che l'algoritmo opera in sette diverse aree del cervello coinvolte con le nozioni di base, come il cibo e la paura, nei topi e nei criceti. La loro documentazione è pubblicata sulla rivista Frontiers in Systems Neuroscience.


"Perché sia un principio universale, deve essere operativo in molti circuiti neurali, così abbiamo selezionato sette diverse aree del cervello e, sorprendentemente, abbiamo visto effettivamente questo principio di funzionamento in tutte queste aree"
, ha detto.


Una organizzazione intricata sembra plausibile, addirittura indispensabile, in un cervello umano, che ha circa 86 miliardi di neuroni e dove ogni neurone può avere decine di migliaia di sinapsi, portando a migliaia di miliardi il numero di connessioni potenziali e di comunicazioni tra i neuroni. In cima alle connessioni apparentemente infinite c'è la realtà delle cose infinite che ognuno di noi può presumibilmente sperimentare e conoscere.


I neuroscienziati e gli informatici sono da molto tempo curiosi di sapere come il cervello è in grado di contenere non solo informazioni specifiche, come un computer, ma - a differenza anche della tecnologia più sofisticata - anche di classificare e generalizzare le informazioni in conoscenza e concetti astratti. "Molti stanno ipotizzando da tempo che ci deve essere un principio di disegno di base da cui origina l'intelligenza e il cervello si evolve, come l'universalità di ogni organismo della doppia elica del DNA e dei codici genetici", ha detto Tsien. "Qui forniamo la prova che il cervello può operare su una logica matematica incredibilmente semplice".


"A mio avviso, Joe Tsien propone un'idea interessante che postula un semplice principio organizzativo del cervello, e che è supportata da prove intriganti e suggestive", ha detto il dottor Thomas Südhof, professore dell'Università di Stanford, neuroscienziato che studia la formazione e le funzioni delle sinapsi, vincitore del premio Nobel 2013 per la Fisiologia e la Medicina. "Questa idea merita molto ulteriori esami", ha detto Sudhof, un sentimento ripreso da Tsien e dai suoi colleghi e necessaria nei circuiti neurali aggiuntivi così come in altre specie animali e nei sistemi di intelligenza artificiale.


Al centro della teoria di Tsien della Connettività c'è l'algoritmo n = 2i-1, che definisce il numero di combriccole necessarie per un FCM e che ha permesso agli scienziati di prevedere il numero di combriccole necessarie per riconoscere i tipi di cibo, per esempio, quando hanno testato la teoria. Tsien ha spiegato che 'N' è il numero di cricche neurali connesse nei diversi modi possibili; '2' sono i neuroni di quelle combriccole che ricevono segnali o no; 'i' è l'informazione che stanno ricevendo; e '-1' è solo una parte della matematica che consente di tenere conto di tutte le possibilità.


Per testare la teoria, hanno messo elettrodi in aree del cervello in modo da poter 'ascoltare' la risposta dei neuroni (potenziale d'azione), ed esaminare le forme d'onda uniche derivanti da ciascuno di essi. Per esempio hanno dato agli animali diverse combinazioni di quattro alimenti diversi, come i soliti biscotti per roditori così come delle palline di zucchero, riso e latte, e, come prevede la Teoria della Connettività, gli scienziati hanno identificato tutte le 15 diverse cricche (= raggruppamenti di neuroni) che hanno risposto alla varietà potenziale di combinazioni alimentari.


Sembra che le combriccole neuronali siano pre-cablate durante lo sviluppo del cervello, perché si sono evidenziate immediatamente di fronte alle opzioni alimentari. La regola matematica fondamentale è rimasto in gran parte intatta anche quando il recettore NMDA (un interruttore generale dell'apprendimento e della memoria) è stato disattivato dopo la maturazione del cervello.


Gli scienziati hanno anche capito che le dimensioni sono abbastanza importanti, perché anche se il cervello umano e quello animale hanno entrambi una corteccia cerebrale di sei strati (la parte esterna grumosa del cervello che ha un ruolo chiave nelle funzioni cerebrali superiori come l'apprendimento e la memoria), la lunghezza longitudinale extra della corteccia umana offre più spazio per combriccole e FCM, secondo Tsien.


Per esempio, anche se la circonferenza complessiva del cervello di un elefante è sicuramente maggiore del cervello umano, la maggior parte dei suoi neuroni risiede nel cervelletto e molti meno nella loro corteccia cerebrale di dimensioni super. Il cervelletto è coinvolto di più nella coordinazione muscolare, aiutando a spiegare l'agilità del grande mammifero, in particolare del suo tronco.


Tsien ha fatto notare delle eccezioni alla regola matematica del cervello, come ad esempio nei circuiti di ricompensa in cui risiedono i neuroni dopaminergici: queste cellule tendono ad essere più binarie quando giudichiamo qualcosa come buono o cattivo, per esempio.


Il progetto nasce dai precedenti lavori di 17 anni fa di Tsien per creare il topo intelligente Doogie alla Princeton University, quando studiava come i cambiamenti nelle connessioni neuronali fissano i ricordi nel cervello.

 

 

 


Fonte: Medical College of Georgia at Augusta University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Kun Xie, Grace E. Fox, Jun Liu, Cheng Lyu, Jason C. Lee, Hui Kuang, Stephanie Jacobs, Meng Li, Tianming Liu, Sen Song, Joe Z. Tsien. Brain Computation Is Organized via Power-of-Two-Based Permutation Logic. Frontiers in Systems Neuroscience, 2016; 10 DOI: 10.3389/fnsys.2016.00095

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

Notizie da non perdere

Con l'età cala drasticamente la capacità del cervello di eliminare le pro…

31.07.2015 | Ricerche

Il fattore di rischio più grande per l'Alzheimer è l'avanzare degli anni. Dopo i 65, il rischio r...

Il caregiving non fa male alla salute come si pensava, dice uno studio

11.04.2019 | Ricerche

Per decenni, gli studi nelle riviste di ricerca e la stampa popolare hanno riferito che ...

Accumulo di proteine sulle gocce di grasso implicato nell'Alzheimer ad es…

21.02.2024 | Ricerche

In uno studio durato 5 anni, Sarah Cohen PhD, biologa cellulare della UNC e Ian Windham della Rockef...

La lunga strada verso la demenza inizia con piccoli 'semi' di aggreg…

20.11.2020 | Ricerche

Il morbo di Alzheimer (MA) si sviluppa nel corso di decenni. Inizia con una reazione a c...

Come dormiamo oggi può prevedere quando inizia l'Alzheimer

8.09.2020 | Ricerche

Cosa faresti se sapessi quanto tempo hai prima che insorga il morbo di Alzheimer (MA)? N...

Gli interventi non farmacologici per l'Alzheimer sono sia efficaci che co…

19.04.2023 | Ricerche

Un team guidato da ricercatori della Brown University ha usato una simulazione al computer per di...

Marito riferisce un miglioramento 'miracoloso' della moglie con Alzh…

28.09.2018 | Annunci & info

Una donna di Waikato (Nuova Zelanda) potrebbe essere la prima persona al mondo a miglior...

La scoperta del punto di svolta nell'Alzheimer può migliorare i test di n…

20.05.2022 | Ricerche

 Intervista al neurologo William Seeley della Università della California di San Francisco

...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023 | Ricerche

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello d...

Colpi in testa rompono i 'camion della spazzatura' del cervello acce…

5.12.2014 | Ricerche

Un nuovo studio uscito ieri sul Journal of Neuroscience dimostra che un...

Variante della proteina che causa l'Alzheimer protegge dalla malattia

15.02.2021 | Ricerche

Le scoperte di un nuovo studio sul morbo di Alzheimer (MA), guidato da ricercatori dell...

Scoperta importante sull'Alzheimer: neuroni che inducono rumore 'cop…

11.06.2020 | Ricerche

I neuroni che sono responsabili di nuove esperienze interferiscono con i segnali dei neu...

Invertita per la prima volta la perdita di memoria associata all'Alzheime…

1.10.2014 | Ricerche

La paziente uno aveva avuto due anni di perdita progressiva di memoria...

Cibo per pensare: come la dieta influenza il cervello per tutta la vita

7.10.2024 | Esperienze & Opinioni

Una quantità di ricerche mostra che ciò che mangiamo influenza la capacità del corpo di ...

Ritmi cerebrali non sincronizzati nel sonno fanno dimenticare gli anziani

18.12.2017 | Ricerche

Come l'oscillazione della racchetta da tennis durante il lancio della palla per servire un ace, l...

Meccanismo neuroprotettivo alterato dai geni di rischio dell'Alzheimer

11.01.2022 | Ricerche

Il cervello ha un meccanismo naturale di protezione contro il morbo di Alzheimer (MA), e...

Preoccupazione, gelosia e malumore alzano rischio di Alzheimer per le donne

6.10.2014 | Ricerche

Le donne che sono ansiose, gelose o di cattivo umore e angustiate in me...

A 18 come a 80 anni, lo stile di vita è più importante dell'età per il ri…

22.07.2022 | Ricerche

Gli individui senza fattori di rischio per la demenza, come fumo, diabete o perdita dell...

Il gas da uova marce potrebbe proteggere dall'Alzheimer

15.01.2021 | Ricerche

La reputazione dell'[[acido solfidrico]] (o idrogeno solforato), di solito considerato v...

Nessuna cura per l'Alzheimer nel corso della mia vita

26.04.2019 | Esperienze & Opinioni

La Biogen ha annunciato di recente che sta abbandonando l'aducanumab, il suo farmaco in ...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

We use cookies on our website. Some of them are essential for the operation of the site, while others help us to improve this site and the user experience (tracking cookies). You can decide for yourself whether you want to allow cookies or not. Please note that if you reject them, you may not be able to use all the functionalities of the site.