Home » Știință » Un studiu revoluționar a descoperit cum învață creierul

Un studiu revoluționar a descoperit cum învață creierul

Un studiu revoluționar a descoperit cum învață creierul
Foto: Komiyama Lab/UC San Diego via Eurek Alert
Publicat: 23.04.2025

Cum învață creierul? Cum ajung sarcinile de la un nou loc de muncă, versurile unui hit recent sau indicațiile către casa unui prieten să fie stocate în creierul nostru?

Cum învață creierul? Răspunsul general este că creierul nostru se adaptează pentru a integra informațiile noi. Pentru a adopta un nou comportament sau a reține date recent învățate, circuitele cerebrale suferă modificări.

Aceste schimbări au loc la nivelul a trilioane de sinapse (conexiunile dintre celulele nervoase individuale, numite neuroni) unde are loc comunicarea în creier. Într-un proces extrem de coordonat, informațiile noi întăresc anumite sinapse și le slăbesc pe altele. Oamenii de știință care au studiat în detaliu aceste modificări, cunoscute sub numele de „plasticitate sinaptică”, au descoperit numeroase mecanisme moleculare implicate. Totuși, regulile care determină care sinapse sunt modificate au rămas, până de curând, necunoscute, ceea ce a fost o enigmă esențială pentru înțelegerea modului în care informațiile sunt învățate și păstrate în creier.

Cercetătorii au aflat cum învață creierul

Neurobiologii de la Universitatea California din San Diego (SUA) William „Jake” Wright, Nathan Hedrick și Takaki Komiyama au descoperit acum detalii esențiale despre cum învață creierul. Studiul, desfășurat pe parcursul mai multor ani, a fost finanțat în principal prin granturi de cercetare de la National Institutes of Health.

Publicată în revista Science, cercetarea a folosit metode avansate de vizualizare cerebrală, incluzând imagistica cu doi fotoni, pentru a analiza în detaliu activitatea sinapselor și a neuronilor la șoareci în timpul proceselor de învățare. Cu ajutorul acestor tehnologii de ultimă generație, cercetătorii au putut observa sinapsele la un nivel de detaliu fără precedent. Contrar ideii generale, care presupunea că neuronii urmează un set unic de reguli în timpul învățării, noile date arată că neuronii individuali aplică mai multe seturi de reguli, iar sinapsele din zone diferite ale aceluiași neuron urmează reguli diferite. Aceste descoperiri deschid noi direcții atât pentru înțelegerea tulburărilor neurologice, cât și pentru dezvoltarea Inteligenței Artificiale.

„De obicei, când se vorbește despre plasticitatea sinaptică, se presupune că este un proces uniform în întregul creier. Cercetarea noastră oferă o înțelegere mai clară a modului în care sinapsele se modifică în timpul învățării, cu posibile implicații importante pentru sănătate, având în vedere că multe boli neurologice implică disfuncții ale sinapselor”, a spus Wright, autorul principal al studiului.

Deși se știe că fiecare sinapsă are acces doar la informații locale, împreună contribuie la formarea unor comportamente noi, complexe, o dilemă cunoscută drept „problema atribuirii meritelor” (credit assignment problem). Situația este similară cu cea a furnicilor care execută sarcini individuale fără a cunoaște scopurile generale ale coloniei, scrie Eurek Alert.

Cercetarea ar putea duce la noi tratamente pentru disfuncțiile cerebrale

Descoperirea că neuronii aplică simultan mai multe reguli i-a luat prin surprindere pe cercetători. Metodele folosite le-au permis să observe în timp real modul în care neuronii își modifică conexiunile.

„Această descoperire schimbă fundamental modul în care înțelegem soluționarea problemei atribuirii meritelor în creier. Conceptul este că neuronii individuali realizează calcule distincte, în paralel, în diferite compartimente subcelulare”, a declarat Takaki Komiyama, autor al studiului.

Aceste informații noi pot contribui la îmbunătățirea rețelelor neuronale artificiale, care acum funcționează pe baza unui set comun de reguli de învățare. Studiul sugerează posibilitatea proiectării unor sisteme AI mai sofisticate, în care unitățile individuale urmează reguli diferite.

În domeniul sănătății, aceste descoperiri ar putea deschide calea către noi tratamente pentru afecțiuni precum dependența, tulburarea de stres post-traumatic, Alzheimer și tulburările de dezvoltare neurologică, inclusiv autismul.

„Această cercetare oferă o bază potențială pentru înțelegerea modului în care funcționează în mod normal creierul, ajutându-ne astfel să identificăm ce anume nu funcționează corect în cazul anumitor boli”, a adăugat Wright.

Cercetătorii vor continua investigațiile pentru a înțelege cum pot neuronii să aplice reguli multiple simultan și ce beneficii le oferă această versatilitate.

Vă recomandăm să citiți și:

Îngrășămintele cu azot ar putea favoriza producția de polen care provoacă alergii

Anturajul are un efect mai negativ asupra băieților decât a fetelor, arată un studiu

Senzația de foame poate modifica sistemul imunitar, relevă un studiu

Bananele, mai eficiente decât limitarea consumului de sare pentru menținerea tensiunii arteriale

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Care este cel mai lung pește din ocean?
Care este cel mai lung pește din ocean?
Exporturile de „somon turcesc”, crescut în „cuști” subacvatice în Marea Neagră, au explodat
Exporturile de „somon turcesc”, crescut în „cuști” subacvatice în Marea Neagră, au explodat
Unul dintre cele mai grave atacuri cibernetice din istorie. 16 miliarde de conturi, sparte de hackeri
Unul dintre cele mai grave atacuri cibernetice din istorie. 16 miliarde de conturi, sparte de hackeri
Noul Partid Popular din Rusia cere azil politic pentru miliardarul Elon Musk
Noul Partid Popular din Rusia cere azil politic pentru miliardarul Elon Musk
Prestigiul său a fost nemaiîntâlnit în perioada Renascentistă. El a scris primul tratat modern de politică
Prestigiul său a fost nemaiîntâlnit în perioada Renascentistă. El a scris primul tratat modern de politică
Asasinarea liderului suprem al Iranului ar deschide „cutia Pandorei”, avertizează Rusia
Asasinarea liderului suprem al Iranului ar deschide „cutia Pandorei”, avertizează Rusia
Solstițiul de vară 2025. Cea mai lungă zi din an și începutul verii astronomice
Solstițiul de vară 2025. Cea mai lungă zi din an și începutul verii astronomice
Pavel Durov, fondatorul Telegram, susține că ar avea peste 100 de copii în 12 țări
Pavel Durov, fondatorul Telegram, susține că ar avea peste 100 de copii în 12 țări
Un miliardar a decedat într-un mod pe care nimeni nu și l-ar fi imaginat
Un miliardar a decedat într-un mod pe care nimeni nu și l-ar fi imaginat
Neanderthalienii au suferit un colaps catastrofal în urmă cu 110.000 de ani
Neanderthalienii au suferit un colaps catastrofal în urmă cu 110.000 de ani
Un mineral cu aceeași formulă ca kryptonita lui Superman se găsește într-un singur loc pe Pământ
Un mineral cu aceeași formulă ca kryptonita lui Superman se găsește într-un singur loc pe Pământ
A fost încălzirea Pământului declanșată de un eveniment cosmic acum 56 de milioane de ani?
A fost încălzirea Pământului declanșată de un eveniment cosmic acum 56 de milioane de ani?
Pentru prima dată, oamenii de știință au descoperit o nevertebrată care se ghidează după stele
Pentru prima dată, oamenii de știință au descoperit o nevertebrată care se ghidează după stele
O nouă analiză confirmă vârsta celor mai vechi urme umane din America de Nord
O nouă analiză confirmă vârsta celor mai vechi urme umane din America de Nord
10 lucruri pe care poate nu le-ai știut despre zbor, piloți sau aeronave. Dorm piloții în timpul zborurilor? Cum rezistă avioanele la fulgere?
10 lucruri pe care poate nu le-ai știut despre zbor, piloți sau aeronave. Dorm piloții în timpul zborurilor? Cum rezistă ...
Atentat terorist la bord. Neerja Bhanot, eroina care și-a sacrificat viața pentru a salva 350 de pasageri
Atentat terorist la bord. Neerja Bhanot, eroina care și-a sacrificat viața pentru a salva 350 de pasageri
Doina Ruști, scriitoare „de primă mărime în literatura de azi”, interviu de excepție la Altceva cu Adrian Artene
Doina Ruști, scriitoare „de primă mărime în literatura de azi”, interviu de excepție la Altceva cu Adrian Artene
„Podcast cu Prioritate” #76 by ProMotor – Ștefan Leonte vorbește despre comunitatea moto și mindset-ul unui motociclist responsabil
„Podcast cu Prioritate” #76 by ProMotor – Ștefan Leonte vorbește despre comunitatea moto și mindset-ul unui motociclist ...