Informatie

Zijn neuronen in staat een signaal te bufferen om te synchroniseren met andere gegevens?


De hersenen zijn het meest complexe ding dat de mensheid tot nu toe in het universum heeft ontdekt. Supercomputers zijn nog niet in staat om beter te presteren dan het menselijk brein (met slechts ongeveer 25 watt) op het gebied van algemene intelligentie. Met een computer is het vrij eenvoudig om een ​​beeldstream vast te leggen en in 2 streams te splitsen. Dus in een videoclip kunnen dieptegegevens worden opgenomen door de beelden van 2 streams vanuit twee verschillende hoeken af ​​te wisselen.

Wat als een organisme het zicht in 1 oog zou verliezen. En het andere oog zou worden gevoed met gegevens die eigenlijk 2 beeldstromen bevatten, met deze afwisselend gehoekte beelden, met een altijd exacte framerate. Zou het organisme (in principe de hersenen) in staat zijn om de gegevens te begrijpen en diepte te ervaren? Daarvoor zou het een soort van buffer moeten zijn voor elke andere afbeelding en ze tegelijkertijd doorsturen, in feite de feed van twee ogen nabootsen.

Zou dit mogelijk zijn? Is er onderzoek gedaan naar een onderwerp dat lijkt op het bovenstaande voorbeeld? Waar gegevens worden gebufferd door een neuraal netwerk om te worden verzonden in combinatie met andere gegevens?


Voor dit antwoord zal ik een zeer brede definitie van "buffer" gebruiken als een mechanisme om informatie met verschillende vertragingen te integreren. Ik heb geen interesse om in te gaan op specifieke computerwetenschappelijke definities van wat een buffer is en ik denk niet dat het zin heeft om ze in de biologie te gebruiken.


Parallelle verwerking en voorspellende codering

De hersenen zijn een enorm parallel systeem, dus er zijn natuurlijk altijd verschillende "stromen" van informatie die stromen. zeker de hersenen als geheel doet een zekere mate van buffering, hoewel het onwaarschijnlijk is dat de mechanismen die beschikbaar zijn voor individuele neuronen doen wat je suggereert. De "buffering" in individuele neuronen heeft veel meer te maken met leren en geheugen, bijvoorbeeld in spike-timing-afhankelijke plasticiteit die een fysiek record van eerdere invoer in een leerregel opneemt.

Een model van cognitieve functie is voorspellende codering, waarbij de hersenen een model van de wereld op verschillende hiërarchische schalen vasthouden en dit model bijwerken met nieuwe informatie. Dit model is in feite een buffer waartegen nieuwe binnenkomende informatie wordt vergeleken om de aandacht te vestigen op discrepanties die verdere aandacht vereisen (zoals het plotseling verschijnen van een roofdier).

Audiovisuele integratie

Een eenvoudig voorbeeld van buffering is bij audiovisuele integratie: de verwerking van visuele informatie door de hersenen is veel langzamer dan auditieve informatie, en toch wordt de perceptie van bijvoorbeeld de stem van een menselijke spreker versus lippen of het geluid en het zicht van een stuiterende bal waargenomen in synchronie (zie bijvoorbeeld Recanzone 2009; let op, dit heeft absoluut niets te maken met snelheid van geluid vs lichtsnelheid).

Het is belangrijk om te begrijpen dat het visuele systeem geen visuele informatie verwerkt zoals een computer. Er zijn geen frames in biologische visie. Dat gezegd hebbende, mensen kunnen omgaan met veel onnatuurlijke sensorische input, en ze gebruiken ook veel andere visuele signalen naast stereovisie, de zogenaamde "monoculaire signalen".

Bewegingsparallax en wiebelstereoscopie

Een van deze monoculaire signalen is bewegingsparallax (binoculair zicht kan ook parallax gebruiken zonder beweging). Wiggle stereoscopie simuleert bewegingsparallax, alsof je hoofd heen en weer oscilleert, om een ​​illusie van 3D te creëren, en lijkt veel op wat je voorstelt. Het maakt niet uit of je het beeld met één of twee ogen bekijkt.


Recanzone, GH (2009). Interacties van auditieve en visuele stimuli in ruimte en tijd. Gehooronderzoek, 258(1-2), 89-99.


Bekijk de video: Neurotransmitter (November 2021).