Små hjärnor, stora prestationer: att avslöja potentialen i små neurala nätverk

StockholmForskare har haft svårt att förstå hur små hjärnor klarar av komplexa uppgifter. Tidigare trodde man att större hjärnnätverk krävdes för avancerade processer. Men nya studier visar att även små hjärnor kan utföra komplexa uppgifter genom att ha rätt neurala kopplingar.

Forskare vid HHMI:s Janelia Research Campus, under ledning av Marcella Noorman, har undersökt hur fruktflugor kan orientera sig. De upptäckte att även ett enkelt hjärnsystem kan hålla reda på riktning med hög precision. Studien utforskar denna upptäckt vidare.

• Små neurala nätverk kan effektivt utföra avancerade uppgifter
• Exakta kopplingar mellan neuroner är avgörande i mindre hjärnor
• Möjliga nya insikter i hjärnfunktioner som minne och beslutsfattande

Forskare har upptäckt att endast fyra neuroner kan bilda ett fungerande nätverk som underlättar navigering, vilket utmanar föreställningen att komplexa hjärnfunktioner kräver många neuroner. Detta visar att neuroners kopplingar är viktigare än deras antal för att utföra uppgifter.

Upptäckten har fler effekter än att bara hjälpa oss med att hitta vägen. Den visar att små hjärnnätverk kan utföra enkla uppgifter, som i större hjärnor kan vara delar av mer komplexa uppgifter. Detta har lett forskare till att omvärdera hur organismer med små hjärnor hanterar saker som beslutsfattande och minneslagring.

Läs också:

Idag · 00:10

Ny teknik: akustisk holografi i 3D-printing kan revolutionera medicin och industri.

Forskningen visade en avvägning: att använda färre neuroner innebär att kopplingarna mellan dem måste vara mer exakta för att uppnå samma resultat som större hjärnor. Detta innebär att vi behöver bättre förstå hur dessa exakta kopplingar bildas och förblir korrekta.

Framtida forskning kan utforska hur dessa små nätverk förblir robusta och anpassar sig när de påverkas av sin omgivning. Detta kan vara avgörande för att förbättra konstgjorda neurala nätverk, där det är viktigt att utnyttja begränsade resurser effektivt.

Upptäckten är betydelsefull för neurovetenskap och andra områden, eftersom den öppnar för nya möjligheter. Den får oss att omvärdera hur små hjärnor kan utföra komplexa uppgifter och antyder sätt att bygga system som kan göra detsamma. Detta kan leda till mer effektiva och billigare datorlösningar inspirerade av naturliga system.