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Système de calcul neuf pour comprendre comment les travaux de cerveau

Le progrès de accélération en neurologie nous aide comprennent la grande illustration--comment les animaux se comportent et qui les endroits de cerveau sont impliqués en provoquant ces comportements--et également la petite illustration--comment les molécules, les neurones, et les synapses agissent l'un sur l'autre. Mais il y a un écartement énorme de la connaissance entre ces deux écailles, du cerveau entier vers le bas au neurone.

Une équipe aboutie par Christos Papadimitriou, professeur de famille de Donovan de l'informatique au bureau d'études de Colombie, propose un système de calcul neuf pour augmenter la compréhension du cerveau à un de niveau intermédiaire, entre les neurones et les phénomènes cognitifs tels que le langage. Le groupe, qui comprend des informaticiens d'Institut de Technologie de la Géorgie et d'un neurologiste de l'université de technologie de Graz, a développé une architecture de cerveau qui est basée sur les ensembles neuronaux, et eux expliquent son utilisation dans le traitement syntaxique dans la production du langage ; le leur 9 juin en ligne modèle et publié dans PNAS, est compatible avec des résultats expérimentaux récents.

« Pour moi, la compréhension du cerveau a toujours été un problème de calcul, » dit Papadimitriou, qui est devenu fasciné par le cerveau il y a cinq ans. « Puisque s'il n'est pas, je ne sais pas où commencer. »

Il a été incité par le chercheur de Colombie et Axel de Richard de Prix Nobel, que récent remarquable, « nous n'avons pas une logique pour la transformation de l'activité neurale dans la pensée et l'action. » Papadimitriou s'est demandé ce qui se produirait s'il interprétait cette « logique » comme langage de programmation comme le python : juste comme le python manipule des numéros, la logique du cerveau manipule des populations des neurones.

Lui et son équipe ont développé un système de calcul, le calcul d'Assemblée, qui entoure des fonctionnements des ensembles, ou de grandes populations, des neurones qui semblent être impliqués dans les processus cognitifs tels qu'imprimer des souvenirs, des concepts, et des mots. Dans juste les programmes de python de voie peut être compilé au code machine et accomplir, le calcul d'Assemblée peut être traduit en principe vers le bas au langage des neurones et des synapses. Les chercheurs pouvaient montrer, analytiquement ainsi que par des simulations, que le système est plausiblement réalisable au niveau des neurones et des synapses.

Ainsi, nous avons finalement articulé notre théorie au sujet de la nature de la « logique » recherchée par Axel, et ses preuves à l'appui. Vient maintenant la partie dure, des neurologistes prendra notre théorie au sérieux et essayera de trouver la preuve que quelque chose comme elle a lieu dans le cerveau, ou qu'elle ne fait pas ? »

Christos Papadimitriou, professeur de famille de Donovan de l'informatique au bureau d'études de Colombie, un membre de l'institut de la Science de caractéristiques

Avec une concession de trois ans neuve du National Science Foundation, l'équipe travaille maintenant avec les neuropsychologists expérimentaux à CUNY pour effectuer des expériences de fMRI chez l'homme pour vérifier les prévisions de leur théorie concernant le langage.