Generativna umjetna inteligencija dekodira ljudsku memoriju i maštu

Studija koja je koristila AI modele unaprijedila je naše razumijevanje pamćenja i pokazala kako mozak rekonstruira prošle događaje i zamišlja nove scenarije

Mladen Smrekar ponedjeljak, 22. siječnja 2024. u 20:00
Model objašnjava kako nam neokorteks i hipokampus omogućavaju da događaje rekonstruiramo u našim umovima 📷 freepik
Model objašnjava kako nam neokorteks i hipokampus omogućavaju da događaje rekonstruiramo u našim umovima freepik

Generativna umjetna inteligencija može pomoći da shvatimo kako nam naša sjećanja omogućavaju da proživljavamo stara iskustava, učimo, maštamo i planiramo, pokazala  je nova studija Instituta za kognitivnu neuroznanost University Collegea u Londonu. 

Oponašanje funkcija mozga

Studija objavljena u časopisu Nature Human Behavior koristila je generativnu neuronsku mrežu za simulaciju načina na koji neuronske mreže u mozgu uče i pamte nizove događaja. Model je sadržavao mreže koje predstavljaju hipokampus i neokorteks, a istraživači su s pomoću njih proučili kako oni međusobno djeluju. Poznato je naime da oba dijela mozga rade zajedno tijekom procesa pamćenja, maštanja i planiranja.

Architektura proširenog modela 📷 UCL
Architektura proširenog modela UCL

"Nedavni napredak u generativnim mrežama koje se koriste u umjetnoj inteligenciji pokazuju kako se informacije mogu izvući iz iskustva tako da se istovremeno možemo prisjetiti određenog iskustva i zamisliti kakva bi mogla biti nova", objašnjavaju istraživači. 

Pamćenje i predviđanje

Ljudi moraju predviđati kako bi preživjeli, izbjegli opasnost ili pronašli hranu, a mreže umjetne inteligencije sugeriraju kako taj proces našem mozgu pomaže da prikupi uzorke iz prošlih iskustava i iskoristiti ih za stvaranje novih predviđanja.

Eksperiment je pokazao kako se iskustvo kombinira s jedinstvenim detaljima i kako to može rezultirati pristranostima u pamćenju  📷 WangXiNa
Eksperiment je pokazao kako se iskustvo kombinira s jedinstvenim detaljima i kako to može rezultirati pristranostima u pamćenju WangXiNa

Istraživači su modelu pustili 10.000 slika jednostavnih scena, a hipokampalna mreža brzo ih je kodirala. Scene su iznova ponavljane kako bi se  na njima obučila generativna neuronska mreža koja oponaša neokorteks. Neokortikalna mreža naučila je propustiti aktivnost tisuća ulaznih neurona  (onih koji primaju vizualne informacije) kroz manje posredne slojeve neurona (najmanji je sadržavao samo 20 neurona) kako bi rekreirala scene kao obrasce aktivnosti u tisućama izlaznih neurona koji predviđaju vizualne informacije.

Konceptualni prikazi

To je dovelo do toga da je neokortikalna mreža naučila vrlo učinkovite "konceptualne" prikaze scena koje hvataju njihovo značenje, naprimjer raspored zidova i objekata, dopuštajući i rekreaciju starih scena i stvaranje potpuno novih.

Shema izobličenja: sjećanja često sadrže iskrivljenja u kojima se jedinstvene značajke generaliziraju i pamte kao značajke prethodnih događaja 📷 UCL
Shema izobličenja: sjećanja često sadrže iskrivljenja u kojima se jedinstvene značajke generaliziraju i pamte kao značajke prethodnih događaja UCL

Posljedično, umjesto da kodira svaki pojedinačni detalj, hipokampus je mogao kodirati značenje novih predstavljenih scena. To mu je omogućilo da resurse usredotoči na kodiranje jedinstvenih značajki koje neokorteks nije mogao reproducirati, poput novih vrsta objekata.

Implikacije studije

Model objašnjava kako neokorteks polako stječe konceptualno znanje i kako nam to, zajedno s hipokampusom, omogućuje da "ponovno proživimo" događaje rekonstruirajući ih u našim umovima. Model također objašnjava kako se novi događaji mogu generirati tijekom mašte i planiranja budućnosti i zašto postojeća sjećanja često sadrže iskrivljenja u kojima se jedinstvene značajke generaliziraju i pamte kao značajke prethodnih događaja.

"Način na koji se sjećanja rekonstruiraju, umjesto da budu vjerodostojni zapisi prošlosti, pokazuje nam kako se iskustvo kombinira s jedinstvenim detaljima i kako to može rezultirati pristranostima u načinu na koji pamtimo stvari", kažu istraživači.