Нейробиолог из университета Карнеги-Меллон Марсель Джаст (Marcel Just) и сотрудник Стэнфордского университета Сашанк Варма (Sashank Varma) разработали новую модель человеческого мозга. По их мнению, она дает ответ на один из главных вопросов современной науки: как работает человеческий мозг при выполнении сложных познавательных операций — чтении, решении задач и пространственном ориентировании. Более десяти лет исследований методом магнитно-резонансной томографии в сотнях лабораторий дали огромный объем информации о том, какие части мозга активируются, когда человек выполняет различные задачи. Некоторые исследователи считают, что существуют однозначные соотношения между задачами высокого уровня и определенными областями мозга. Например, конкретная область мозга отвечает за такую познавательную задачу, как распознавание лиц.
Джаст и Варма, однако, предполагают, что мышление — это функция целой сети, результат совместной работы нескольких областей мозга, которые постоянно адаптируются, исходя из задачи, собственных ресурсов и биологических ограничений. Сотрудничающие части мозга — как члены спортивной команды, игроки которой могут заменять друг друга.
Исследователи разработали систему 4CAPS (Capacity Constrained Concurrent Cortical Activation-based Production System»), моделирующую работу мозга, сообщает ScienceDaily. В ней осуществляется децентрализованный процесс, в ходе которого части мозга выступают «добровольцами» для выполнения задач. Менее эффективные, но способные «игроки команды» способны заменить главных «игроков», если последние получают «ранения» или становятся «инвалидами», что может произойти в результате инсульта. Ученые построили ряд вычислительных моделей, чтобы продемонстрировать этот процесс, в том числе, модель, которая «понимает» английские предложения.
Отличительной особенностью системы является то, что она может точно предсказать изменения в мозговой активности, произошедшие в результате некоторых видов повреждений или болезней. Например, было показано, что если повреждена часть мозга, известная как зона Брока (она находится в левом полушарии у правшей и отвечает за речь), то ее заменяет соответствующая область в правом полушарии.