Нейрони фон Економо (VENs), рідкісний тип клітин, що зустрічається у людей та людиноподібних мавп, можуть бути необхідними для надійного засвоєння соціальних навичок, згідно з новим комп'ютерним дослідженням незалежної дослідниці Есіли Кескін. Дослідження, опубліковане на arXiv, свідчить, що без цих нейронів система навчання мозку може повністю вийти з ладу, а не просто сповільнитися.
Що виявило дослідження
Кескін створила імпульсну нейронну мережу під назвою VENCircuit, вбудувавши 40 нейронів, подібних до VENs (2% від загальної кількості), у рекурентне пірамідальне коло. Мережу навчали на завданні бінарної класифікації — спрощеній моделі навчання. З 50 випадкових ініціалізацій мережі з VENs зійшлися у 49 з 50 випадків (98%), тоді як мережі без VENs досягли успіху лише у 35 з 50 випадків (70%). Ця різниця була статистично значущою (точний критерій Фішера: відношення шансів = 21,0, p = 8.7e-5).
Мережі без VENs, які зазнали невдачі, не демонстрували жодного навчання, а не просто повільнішого навчання. Експерименти з фазовою абляцією визначили критичний період між епохами 5–25, коли VENs коадаптуються з пірамідальним колом. Дослідження представило формальне пояснення, що VENs забезпечують прямий градієнтний шлях, який оминає якобіанські нестабільності в рекурентних колах. Навіть після навчання видалення VENs під час виведення спричиняло значне зниження продуктивності (критерій Вілкоксона p = 0.022), причому деякі мережі впали з точності 0,989 до 0,620.
Чому це важливо
VENs вибірково втрачаються при поведінковому варіанті лобно-скроневої деменції (bvFTD) і зменшені при розладах аутичного спектра (РАС). Це дослідження пропонує комп'ютерне пояснення: VENs діють як каркас засвоєння, що забезпечує надійне навчання соціальних навичок. Їхня відсутність під час розвитку призводить до стохастичного збою навчання — тобто деякі особи можуть навчатися нормально, тоді як інші повністю не справляються, що відображає варіабельність соціальних навичок при РАС. Це дає можливість перевірити прогнози в дослідженнях органоїдів та електрофізіології.
Для звичайної людини це дослідження показує, як спеціалізовані клітини мозку можуть визначати ефективність навчання. Розуміння цих механізмів може призвести до цілеспрямованих тренувань мозку або втручань, які підтримують навчання в станах, коли VENs порушені.
Що ви можете зробити
Хоча ви не можете спеціально тренувати свої VENs, ви можете підтримувати загальне здоров'я мозку та здатність до навчання. Займайтеся соціальною діяльністю, яка кидає виклик вашій когнітивній гнучкості — наприклад, групове розв'язання проблем або вивчення нової мови. Регулярні аеробні вправи та збалансоване харчування, багате на омега-3, можуть підтримувати здоров'я нейронів. Якщо вам цікаво дізнатися про власні когнітивні сильні та слабкі сторони, пройдіть валідований тест.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікаво дізнатися про власний мозок? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.
