Ученые раскрыли скрытые строительные блоки обучения в мозге

Нейробиологи из Принстонского университета обнаружили, что префронтальная кора мозга использует принцип композициональности, повторно применяя одни и те же когнитивные «блоки» для различных задач. В экспериментах с макаками-резусами, выполнявшими три визуальные задачи категоризации, учёные выявили, что мозг комбинирует эти блоки подобно Lego для создания новых моделей поведения. Это объясняет, почему люди быстро адаптируются к новым ситуациям, в то время как современные ИИ-системы страдают от «катастрофической интерференции» — забывания старых навыков при обучении новым.

Исследователи записывали активность мозга обезьян, которые переключались между задачами категоризации формы и цвета. Анализ показал, что префронтальная кора содержит повторяющиеся паттерны активности, которые активируются при выполнении задач с общими компонентами. Мозг избирательно включает и выключает эти когнитивные блоки, чтобы сконцентрироваться на текущей задаче, временно подавляя нерелевантные способности. Такой механизм позволяет эффективно использовать ограниченные ресурсы когнитивного контроля.

Это открытие имеет важное значение для развития искусственного интеллекта и клинической медицины. Внедрение композициональности в ИИ может сделать системы более гибкими и человекообразными в обучении. В медицине понимание механизмов рекомбинации когнитивных блоков может помочь в разработке терапий для пациентов с неврологическими и психиатрическими расстройствами, которые испытывают трудности с адаптацией к новым ситуациям и применением существующих навыков в изменяющихся условиях.