Nghiên cứu mới cho thấy rằng khi tế bào thần kinh nhận được thông tin về thế giới đang thay đổi xung quanh chúng (đầu vào cảm giác liên quan đến nhiệm vụ), nó sẽ thay đổi cách chúng hành xử, đặt chúng vào trạng thái lấp lửng để những đầu vào nhỏ bé có thể kích hoạt một "tuyết lở" hoạt động của não, ủng hộ một lý thuyết gọi là giả thuyết não quan trọng.
Các nhà nghiên cứu từ CorticalLabs và Đại học Melbourne đã sử dụng DishBrain, một bộ sưu tập gồm 800.000 tế bào thần kinh của con người, để học chơi bóng bàn. Nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Đây là bằng chứng mạnh mẽ nhất ủng hộ một lý thuyết gây tranh cãi về cách bộ não con người xử lý thông tin. Theo giả thuyết não quan trọng, các hành vi lớn và phức tạp chỉ có thể thực hiện được khi tế bào thần kinh ở trạng thái limbic và những đầu vào nhỏ có thể kích hoạt một "tuyết lở" hoạt động của não. Trạng thái cân bằng tinh tế này được gọi là trạng thái "quan trọng về thần kinh" và nằm giữa hai thái cực: hưng phấn không kiểm soát được thấy ở các bệnh như động kinh và tình trạng hôn mê khi tín hiệu bị đình trệ.
Tiến sĩ Brett Kagan, giám đốc khoa học của công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học CorticalLabs, cho biết: "Nó không chỉ cho thấy mạng tổ chức lại thành trạng thái gần như quan trọng khi nhận được thông tin có cấu trúc mà việc đạt được trạng thái đó còn dẫn đến hiệu suất nhiệm vụ tốt hơn." Kết quả thật đáng ngạc nhiên và vượt xa sự mong đợi của chúng tôi. ”
Nghiên cứu này bổ sung thêm một phần quan trọng vào câu đố về giả thuyết não phản biện.
TAGP H64ForoughHabibollahi, tác giả đầu tiên của nghiên cứuNhững phát hiện và ý nghĩa chính
Cho đến nay, có rất ít bằng chứng thực nghiệm về việc liệu mức độ quan trọng có phải là đặc điểm chung của mạng lưới thần kinh sinh học hay liệu nó có liên quan đến tải thông tin hay không
Kagan cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho thấy hành vi mạng gần tới hạn xảy ra khi mạng thần kinh thực hiện một nhiệm vụ không xảy ra khi nó không được kích thích. "
Tuy nhiên, nghiên cứu của Tiến sĩ Kagan cho thấy rằng chỉ tính phản biện thôi là chưa đủ để thúc đẩy quá trình học tập của mạng lưới thần kinh. Ông nói: "Việc học tập đòi hỏi một vòng phản hồi cung cấp cho mạng thông tin bổ sung về hậu quả của một hành động".
Tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Forough Habibollahi cho biết: “Thông thường, để nghiên cứu bộ não, đặc biệt là ở quy mô tế bào thần kinh, các nhà nghiên cứu phải sử dụng mô hình động vật, nhưng có rất nhiều khó khăn khi làm như vậy và số lượng đối tượng nghiên cứu còn hạn chế, vì vậy khi tôi thấy khả năng độc đáo của DishBrain trong việc trả lời các loại câu hỏi khác nhau theo cách mà những người khác không làm được, tôi đã rất hào hứng khi bắt đầu dự án này và tham gia đội. ”
Ứng dụng và khả năng trong tương lai
Các bác sĩ cũng nhận thấy tiềm năng to lớn trong nghiên cứu này nhằm giúp khám phá các phương pháp điều trị các bệnh não nghiêm trọng
"DishBrain Associated Dự án Keyness thật tuyệt vời tác giả bài báo, Tiến sĩ Chris French, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Thần kinh học thuộc Khoa Y, Đại học Melbourne, cho biết: "Động lực chính của tế bào thần kinh DishBrain có thể cung cấp các dấu ấn sinh học quan trọng để chẩn đoán và điều trị một loạt bệnh thần kinh, từ động kinh đến chứng mất trí nhớ. "
Bằng cách xây dựng các mô hình não sống, các nhà khoa học sẽ có thể tiến hành các thí nghiệm sử dụng chức năng não thực thay vì các mô hình tương tự có khiếm khuyết như máy tính, không chỉ để khám phá chức năng não mà còn kiểm tra xem thuốc ảnh hưởng đến nó như thế nào.
Giáo sư Anthony Burkitt, tác giả của bài báo và là người đứng đầu Khoa Tín hiệu sinh học và Hệ thống sinh học tại Đại học Melbourne, cho biết nghiên cứu này cũng có thể giải quyết những thách thức mà giao diện não-máy tính gặp phải và có thể khôi phục các chức năng bị mất do tổn thương thần kinh.
"Một tính năng chính của thế hệ tiếp theo của bộ phận giả thần kinh và giao diện não-máy tính mà chúng tôi hiện đang nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng các chiến lược vòng kín thời gian thực, vì vậy kết quả của nghiên cứu này có thể có ý nghĩa quan trọng để hiểu cách các chiến lược điều khiển và kích thích này tương tác với các mạch thần kinh trong não. Lĩnh vực mô hình hóa não sinh học còn ở giai đoạn sơ khai nhưng mở ra một lĩnh vực khoa học hoàn toàn mới", Tiến sĩ John C. Kagan.