Представление о том, что человеческий мозг эволюционировал как набор последовательно надстроенных слоев, оказалось слишком упрощенным. Исследование с участием данных по 182 видам показало другую картину развития мозга, сообщает El.kz со ссылкой на Georgia Tech.
Популярная теория появилась в середине XX века. Согласно ей, в основании человеческого мозга якобы находится древний “рептильный” уровень, связанный с базовыми инстинктами, выше расположена лимбическая система эмоций, а сверху сформировался неокортекс, отвечающий за сложное мышление.
Новое исследование показало, что эволюция работала иначе. Разные системы мозга менялись согласованно, перераспределяя ограниченные ресурсы пространства и энергии между двумя типами нейронной организации.
В неокортексе многие связи устроены по принципу пространственных карт. Например, соседние участки тела или поля зрения представлены в соседних областях мозга. Такая архитектура особенно полезна для обработки зрения, слуха и осязания.
Лимбические сети организованы иначе. Их связи распределены шире и больше напоминают систему уникальных комбинаций, которая хорошо подходит для обработки запахов, памяти, навигации и эмоций.
Сравнение разных животных показало закономерность. У видов, которые сильнее зависят от зрения, крупнее развивался неокортекс, а у животных, ориентирующихся прежде всего на запах и память, больше ресурсов получали лимбические структуры. Исследователи приводят в пример саймири и девятипоясного броненосца.
Авторы также проверили эту модель на искусственных нейронных сетях. Системы с заранее заданной пространственной архитектурой лучше справлялись с визуальной и сенсорной информацией, а распределенные сети эффективнее работали с задачами, похожими на распознавание запахов и память.
По словам исследователей, это подтверждает роль врожденной архитектуры мозга. Его эффективность зависит не только от обучения после рождения, но и от структуры связей, которая формируется заранее.
Эта работа может пригодиться и разработчикам искусственного интеллекта. Если часть архитектуры нейросетей задавать заранее по аналогии с биологическим мозгом, такие системы потенциально смогут обучаться быстрее и требовать меньше данных и энергии. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Ранее мы рассказывали, как «мини-мозги» прожили почти шесть лет в пробирке и не забыли свой возраст.
