Новое вычислительное исследование показывает, что кратковременная синаптическая пластичность (КСП) — временное изменение того, насколько легко нейроны общаются друг с другом — помогает мозгу удерживать информацию о цели при столкновении с отвлекающими факторами. Без КСП шум может парализовать целенаправленное планирование; с ней производительность остается устойчивой.
Исследование
Джин Накамура и Юити Катори разработали модель резервуарных вычислений, вдохновленную префронтальной корой (ПФК), областью мозга, ответственной за поддержание целей во время планирования действий. Они объединили ее с правилом обучения, вдохновленным базальными ганглиями, и протестировали модели с КСП и без нее на 100 независимо сгенерированных сетях. Задача требовала выбора последовательности действий для достижения цели после задержки — упрощенная версия реального планирования.
Без шума обе модели работали хорошо (91,8% успеха с КСП, 75,8% без). Но когда был добавлен шум состояния, модель без КСП упала до 49,5%, в то время как модель с КСП осталась на уровне 89,2% (Коэн d = 1,31, очень большой эффект). Идентичность цели можно было декодировать из нейронной активности даже без КСП, но только КСП сохраняла эту информацию в форме, готовой к действию, на протяжении всей задержки. Анализ временного разрешения декодирования и эффективной связности показал, что КСП создавала специфические для цели паттерны, которые усиливались к концу задержки, именно тогда, когда они были нужны для выбора действия. Поиск по сетке выявил окно с доминированием облегчения в постоянных времени КСП, которое максимизировало успех.
Почему это важно
Это исследование предлагает нейрокомпьютерное объяснение того, как ваш мозг остается на правильном пути, несмотря на отвлекающие факторы. ПФК должна удерживать цель в уме, одновременно отфильтровывая нерелевантную информацию — задача в шумной среде. Результат, что КСП стабилизирует динамику, обусловленную целью, предполагает, что временные синаптические изменения, а не фиксированные связи, являются ключом к надежному планированию. Для вас это означает, что даже в хаотичных условиях ваш мозг имеет встроенные механизмы для сохранения ваших целей, если они хорошо закодированы.
Что вы можете сделать
Хотя вы не можете напрямую усилить синаптическую пластичность, вы можете тренировать свой мозг более четко кодировать цели. Практикуйте разбивку сложных задач на более мелкие подцели и мысленно повторяйте свой план перед действием. Это подготавливает нейронные цепи, которые полагаются на КСП, делая ваше представление о цели более устойчивым к помехам.
Источник: arXiv q-bio.NC
Хотите узнать свой мозг? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
