В смелом шаге вперед для вычислительной нейронауки исследователи из Нидерландов, Португалии, Испании и Швейцарии предложили новый класс моделей мозга, который может наконец преодолеть разрыв между реалистичной структурой мозга и тем, как мозг на самом деле мыслит. Их работа под руководством Марио Сендена из Маастрихтского университета представляет «функциональные цельно-мозговые модели» (fWBM) — симуляции, которые подчиняются биологии мозга, одновременно выполняя реальные когнитивные задачи.
Исследование
На протяжении десятилетий нейроученые использовали две основные стратегии моделирования. Цельно-мозговые модели снизу вверх (WBM) воссоздают анатомию и динамику мозга в мельчайших биологических деталях, но они ничего не «делают» — не могут решить задачу рабочей памяти или распознать лицо. С другой стороны, глубокие нейронные сети (DNN) оптимизированы для выполнения задач с сверхчеловеческой точностью, но их внутренняя работа мало похожа на реальные нейроны и связи. В статье на arXiv (2605.18118) Сенден и соавторы Леонардо Далла Порта, Ян Фусек, Хорхе Ф. Мехиас и Горка Замора-Лопес определяют fWBM по четырем минимальным критериям: (1) структурная основа на реальной связности мозга (коннектомах) и региональных типах клеток, (2) реализм динамики в непрерывном времени, (3) способность работать в нескольких когнитивных доменах и (4) результаты, которые можно напрямую сравнивать с фМРТ, ЭЭГ или поведением.
Команда предлагает дорожную карту из трех столпов: краткосрочный (создание fWBM, соответствующих существующим нейровизуализационным данным), среднесрочный (масштабирование на множество задач и индивидуальные мозги) и долгосрочный (создание единой структуры, объясняющей, как структура порождает познание). Они утверждают, что такая дисциплинированная интеграция создаст общий язык и кросс-масштабные гипотезы, необходимые для продвижения области вперед.
Почему это важно
Если fWBM увенчаются успехом, они могут изменить наше понимание таких расстройств, как шизофрения или болезнь Альцгеймера, где изменены как структура мозга, так и когнитивные функции. Вместо изучения структуры или функции в изоляции ученые смогут моделировать, как конкретное структурное изменение нарушает когнитивный процесс, а затем проверять возможные вмешательства in silico. Для любопытного читателя это означает, что персонализированные симуляции мозга в один прекрасный день могут помочь объяснить, почему ваша рабочая память отличается от памяти вашего друга, и что вы можете с этим сделать.
Что вы можете сделать
Хотя это исследование все еще находится на ранней стадии, вы можете начать с понимания своих собственных когнитивных сильных и слабых сторон. Бесплатный адаптивный тест IQ, например, на iqgenio.com, может показать вашу текущую производительность в ключевых доменах — а научно обоснованная тренировка мозга может помочь вам улучшиться.
Источник: arXiv q-bio.NC
Хотите узнать свой мозг? Пройдите наш бесплатный адаптивный тест IQ или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
