Flexibilitatea cognitiva reprezinta capacitatea creierului de a alege intre diferite reguli sau planuri de actiune, in functie de context, si este esentiala pentru multe dintre activitatile noastre zilnice, potrivit eurekalert.org.
De exemplu, sunteti pe autostrada si conduceti cu limita admisa. Cand ajungeti in oras, va dati instant seama ca situatia s-a schimbat si ca trebuie sa incetiniti. Cand intrati intr-o biblioteca, veti vorbi mai incet, iar exemplele pot continua.
Cand contextul in care ne aflam se schimba, creierul nostru are in vedere mai multe seturi de reguli, iar astfel trece la cel corespunzator. Aceste reprezentari neuronale ale regulilor sunt mentinute in cortexul prefrontal, partea creierului responsabila de planificarea actiunilor.
Un nou studiu, realizat de specialistii de la MIT, a demonstrat ca o regiune a talamusului este cheia procesului de schimbare a regulilor necesare diferitelor contexte in care ne aflam. Aceasta regiune, numita talamus mediodorsal, suprima reprezentarile care nu sunt necesare pe moment. Aceasta suprimare functioneaza ca o memorie pe termen scurt, care poate fi reactivata atunci cand este necesar. Studiul a fost publicat in ”Nature Neuroscience”.
Au existat studii anterioare care au aratat ca cortexul prefrontal este esential pentru flexibilitatea cognitiva si ca talamusul mediodorsal contribuie de asemenea. In anul 2017, autorul studiului actual, Michael Halassa, a demonstrat ca talamusul mediodorsal ajuta cortexul prefrontal sa retina anumite ganduri prin consolidarea temporara a conexiunilor neuronale din cortexul prefrontal, care codifica in mod special acele ganduri.
In cadrul acestui studiu nou, Michael Halassa si-a propus sa sa investigheze in continuare relatia dintre talamusul mediodorsal si cortexul prefrontal, printr-un experiment pe soareci. Soarecii au invatat sa treaca prin doua contexte diferite, unul in care trebuiau sa urmeze instructiuni vizuale si unul in care trebuiau sa urmeze instructiuni auditive.
Cum a decurs studiul?
Soarecii au avut atat o tinta vizibila, adica un blit de lumina orientat spre stanga sau spre dreapta, cat si o tinta auditiva, adica un ton care se deplaseaza de la o nota inalta la una joasa, sau invers. Acestea au oferit instructiuni conflictuale. Prima tinta ii indica soarecelui sa se indrepte spre dreapta pentru a primi o recompensa, iar celalalta tinta ii indica ca trebuie sa mearga catre stanga. Inainte de fiecare proces, soarecii primesc un indiciu care le transmite daca trebuie sa urmeze tinta vizuala sau pe cea auditiva.
”Singura modalitate prin care soarecele poate indeplini aceasta sarcina este sa tina minte indiciul pana cand sunt comunicate obiectivele”, explica Halassa.
Specialistii au descoperit ca impulsul din talamus este necesar pentru ca soarecii sa poata trece de la un context la altul. Cand oamenii de stiinta au suprimat talamusul mediodorsal in timpul trecerii la un alt context, soarecilor le-a luat mult mai mult timp pana au reusit sa se adapteze schimbarii deoarece inca erau prinsi in detaliile vechiului context.
Acest proces pare sa contribuie si la mentinerea reprezentarii neuronale a contextelor care nu sunt utilizate in prezent si sa fie activate din nou doar cand este necesar.
”Constatarile noastre ar putea ajuta la dezvoltarea unor algoritmi mai buni pentru inteligenta artificiala. Creierul uman este foarte dezvoltat cand vine vorba de invatarea anumitor sarcini, de exemplu cantatul, mersul, sau vorbitul. Cu toate acestea, retelele neuronale (un tip de inteligenta artificiala bazata pe noduri interconectate, similare cu neuronii) sunt eficiente doar cand este invatat un singur lucru. Aceste retele sunt supuse unui fenomen numit ”uitare catastrofica”, adica in timpul invatarii unei noi sarcini, cele anterioare sunt uitate”, concluzioneaza Hassan.
Sursa: www.eurekalert.org
