Um novo estudo desafia a suposição de que a regra de aprendizado de uma rede neural é fundamental para imitar a visão humana. Pesquisadores da Universidade de Tübingen compararam quatro regras de aprendizado — retropropagação, alinhamento de feedback, codificação preditiva e plasticidade dependente de tempo de disparo — usando arquiteturas convolucionais idênticas e testaram-nas contra dados de fMRI humano de 3 sujeitos visualizando 720 estímulos (conjunto de dados THINGS-fMRI).
A Pesquisa
Nils Leutenegger e sua equipe usaram Análise de Similaridade Representacional (RSA) para medir o quanto as representações internas de cada rede correspondiam à atividade cerebral humana. Crucialmente, eles incluíram uma rede não treinada com pesos aleatórios. Resultados: nas áreas visuais iniciais (V1/V2), a CNN não treinada alcançou uma correlação de rho = 0,071, estatisticamente indistinguível da retropropagação (rho = 0,072, p = 0,43). Em áreas superiores (LOC/IT), as regras de aprendizado importaram: a retropropagação dominou, e a codificação preditiva com atualizações Hebbianas locais a igualou (p = 0,18). O alinhamento de feedback prejudicou consistentemente as representações abaixo da linha de base aleatória em V1. A RSA parcial confirmou que os efeitos não se deviam à similaridade de pixels.
Por Que Isso Importa
Esta descoberta sugere que o processamento visual inicial é amplamente moldado pela arquitetura — a estrutura das conexões — e não pela forma como a rede aprende. Para sua própria cognição, isso implica que os estágios iniciais do cérebro podem ser programados para eficiência, enquanto o aprendizado de ordem superior depende de experiência e objetivos. Compreender essa hierarquia pode orientar o treinamento cerebral: fortalecer o reconhecimento de padrões de baixo nível pode exigir métodos diferentes dos usados para melhorar o raciocínio ou a memória.
O Que Você Pode Fazer
Para impulsionar o processamento visual, experimente tarefas que desafiem seu reconhecimento de padrões sem raciocínio complexo — como quebra-cabeças visuais ou identificação rápida de objetos. Para cognição de alto nível, foque no aprendizado orientado a objetivos, como estudar um novo idioma ou jogar jogos de estratégia. O estudo ressalta que o treinamento cerebral deve mirar níveis específicos de processamento.
Fonte: arXiv q-bio.NC
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