Un nuevo estudio desafía la suposición de que la regla de aprendizaje de una red neuronal es clave para imitar la visión humana. Investigadores de la Universidad de Tubinga compararon cuatro reglas de aprendizaje —retropropagación, alineación de retroalimentación, codificación predictiva y plasticidad dependiente del momento del impulso— utilizando arquitecturas convolucionales idénticas y las probaron contra datos de fMRI humanos de 3 sujetos que vieron 720 estímulos (conjunto de datos THINGS-fMRI).
La Investigación
Nils Leutenegger y su equipo utilizaron el Análisis de Similitud de Representaciones (RSA) para medir qué tan bien las representaciones internas de cada red coincidían con la actividad cerebral humana. Crucialmente, incluyeron una red no entrenada con pesos aleatorios. Resultados: en áreas visuales tempranas (V1/V2), la CNN no entrenada logró una correlación de rho = 0.071, estadísticamente indistinguible de la retropropagación (rho = 0.072, p = 0.43). En áreas superiores (LOC/IT), las reglas de aprendizaje importaron: la retropropagación dominó, y la codificación predictiva con actualizaciones hebbianas locales la igualó (p = 0.18). La alineación de retroalimentación deterioró consistentemente las representaciones por debajo del nivel base aleatorio en V1. El RSA parcial confirmó que los efectos no se debían a la similitud de píxeles.
Por Qué es Importante
Este hallazgo sugiere que el procesamiento visual temprano está moldeado en gran medida por la arquitectura —la estructura de las conexiones— más que por cómo aprende la red. Para tu propia cognición, implica que las etapas tempranas del cerebro pueden estar cableadas para la eficiencia, mientras que el aprendizaje de orden superior depende de la experiencia y los objetivos. Comprender esta jerarquía puede guiar el entrenamiento cerebral: fortalecer el reconocimiento de patrones de bajo nivel puede requerir métodos diferentes que mejorar el razonamiento o la memoria.
Qué Puedes Hacer
Para potenciar el procesamiento visual, prueba tareas que desafíen tu reconocimiento de patrones sin razonamiento complejo —como acertijos visuales o identificación rápida de objetos. Para la cognición de alto nivel, enfócate en el aprendizaje orientado a objetivos, como estudiar un nuevo idioma o jugar juegos de estrategia. El estudio subraya que el entrenamiento cerebral debe apuntar a niveles específicos de procesamiento.
Fuente: arXiv q-bio.NC
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