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Sistema computacional novo para compreender como os trabalhos de cérebro

O progresso de aceleração na neurociência está ajudando-nos compreende a imagem grande--como os animais se comportam e que as áreas do cérebro são envolvidas em trazer sobre estes comportamentos--e igualmente a imagem pequena--como as moléculas, os neurônios, e as sinapses interagem. Mas há uma diferença enorme do conhecimento entre estas duas escalas, do cérebro inteiro para baixo ao neurônio.

Uma equipe conduzida por Christos Papadimitriou, professor da família de Donovan da informática na engenharia de Colômbia, propor um sistema computacional novo expandir a compreensão do cérebro em um de nível intermediário, entre os neurônios e fenômenos cognitivos tais como a língua. O grupo, que inclui cientistas de computador do Instituto de Tecnologia de Geórgia e de um neurocientista da Universidade Tecnológica de Graz, desenvolveu-os uma arquitetura do cérebro que fosse baseada nos conjuntos neuronal, e demonstra seu uso no processamento sintáctico na produção de língua; seu modelo, publicado o 9 de junho em linha em PNAS, é consistente com os resultados experimentais recentes.

“Para mim, compreender o cérebro foi sempre um problema computacional,” diz Papadimitriou, que se tornou fascinado pelo cérebro cinco anos há. “Porque se não é, eu não sei onde começar.”

Spurred sobre pelo pesquisador de Colômbia e o Axel de Richard do Prémio Nobel, que recentemente notável, “nós não temos uma lógica para a transformação da actividade neural no pensamento e na acção.” Papadimitriou quis saber o que aconteceria se interpretou esta “lógica” como uma linguagem de programação como o pitão: apenas enquanto o pitão manipula números, a lógica do cérebro manipula populações dos neurônios.

E sua equipe desenvolveram um sistema computacional, o cálculo do conjunto, que abrange operações nos conjuntos, ou grandes populações, dos neurônios que parecem ser envolvidos em processos cognitivos tais como a impressão de memórias, de conceitos, e de palavras. Apenas nos programas do pitão da maneira pode ser compilado à linguagem-máquina e para executar, o cálculo do conjunto pode em princípio ser traduzido para baixo à língua dos neurônios e das sinapses. Os pesquisadores podiam mostrar, analìticamente assim como com as simulações, que o sistema é plausìvel realizable a nível de neurônios e de sinapses.

Assim, nós articulamos finalmente nossa teoria sobre a natureza da “lógica” procurada pelo Axel, e sua evidência de apoio. Vem agora a parte dura, neurocientistas tomará nossa teoria seriamente e tentá-la-á encontrar a evidência que algo como ela ocorre no cérebro, ou que não faz?”

Christos Papadimitriou, professor da informática na engenharia de Colômbia, um membro da família de Donovan do instituto da ciência dos dados

Com uma concessão de três anos nova do National Science Foundation, a equipe está trabalhando agora com os neuropsychologists experimentais em CUNY para realizar experiências do fMRI nos seres humanos para verificar as previsões de sua teoria em relação à língua.