Новое исследование показало, что увеличение размера нейронных цепей в головном мозге может повысить эффективность обучения, но это усиление связи также может препятствовать обучению.
Кембриджские нейробиологи предсказывают, что существует "идеальный" размер мозгового контура, подходящий для выполнения определенных задач. В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, было рассмотрено, как нейронные цепи могут использовать дополнительные возможности подключения для более быстрого и точного обучения.
Исследование показало, что добавление явно "избыточный" нейроны (клетки, которые заставляют ваш мозг работать) и синаптические связи (которые позволяют передавать информацию от одного нейрона к другому) к сети – это, по сути, палка о двух концах. С одной стороны, увеличение количества подключений может облегчить изучение задачи. С другой стороны, из-за врожденного шума в соединениях, несущих сигнал, повышенная связь в конечном итоге будет препятствовать как обучению, так и выполнению задачи, когда схема превышает определенный размер. Эти результаты указывают на новую потенциальную причину, по которой чрезмерное количество шумных соединений может привести к нарушениям обучения, связанным с гиперсвязью мозга, включая некоторые формы развития аутизма.
Доктор. Тимоти О’Лири, преподаватель информационной инженерии и медицинской неврологии, который руководил исследованием, сказал: "Наши исследования показывают, что добавление “ запасных ” или избыточных подключений к мозговым цепям на самом деле может повысить эффективность обучения. Эти дополнительные связи, которые не кажутся строго необходимыми для работы мозга, могут облегчить освоение новой задачи.
"Однако мы обнаружили, что если каждый новый путь добавляет “ шум ” к передаваемому сигналу, общий выигрыш в эффективности обучения в конечном итоге будет потерян по мере увеличения размера схемы. Таким образом, мы можем предсказать, что существует так называемая «зона наилучшего восприятия», идеальный размер мозгового контура, который подходит для конкретной задачи. Хотя данные указывают на тот факт, что более крупный мозг, как правило, встречается у видов с более высокими когнитивными функциями и способностями к обучению, размер мозговых цепей может в конечном итоге ограничиваться необходимостью эффективного обучения с ненадежными синапсами. Короче говоря, добавление нейронов и соединений к мозгу может помочь обучению – до определенной степени. После этого увеличение размера может фактически ухудшить обучение."