Способность человека к сложному мышлению может объясняться не только количеством нейронов, но и тем, что каждый из них работает значительно «умнее», чем считалось ранее. К такому выводу пришли исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме и Свободного университета Амстердама, пишет PsyPost.
Нейроны получают электрические сигналы через разветвленные отростки — дендриты, обрабатывают их и решают, передавать ли сигнал дальше. До сих пор считалось, что главную роль в работе мозга играет огромная сеть нейронов. Однако новое исследование показывает, что важен и вычислительный потенциал каждой отдельной клетки.
Чтобы оценить его, ученые создали цифровые модели 12 человеческих и 12 крысиных нейронов, а затем с помощью искусственного интеллекта (ИИ) попытались воспроизвести их работу. Логика была простой: если ИИ легко предсказывает поведение нейрона, значит, он относительно прост. Если не справляется — клетка выполняет более сложные вычисления.
Оказалось, что искусственному интеллекту значительно труднее предсказать работу человеческих нейронов. Это означает, что они обрабатывают поступающие сигналы намного сложнее, чем нейроны крыс.
Исследователи выяснили, что одна из главных причин — строение человеческих нейронов. Их дендриты гораздо длиннее, сильнее разветвлены и имеют большую площадь поверхности. Благодаря этому разные участки одной клетки могут частично обрабатывать информацию независимо друг от друга, значительно увеличивая ее вычислительные возможности.
Дополнительную роль играют NMDA-рецепторы — белки, расположенные в местах контакта нейронов. У человека они реагируют на сигналы сильнее, чем у крыс, что также повышает способность нейронов обрабатывать информацию.
Авторы подчеркивают, что исследование основано на компьютерных моделях, а не на экспериментах с живыми клетками, поэтому результаты еще предстоит подтвердить. В будущем ученые планируют проверить свою методику на нейронах других видов, в том числе приматов, а также изучить живые клетки человеческого мозга.
По мнению исследователей, полученные результаты помогают лучше понять, почему человеческий мозг способен выполнять задачи, которые до сих пор остаются недоступными не только животным, но и современным системам искусственного интеллекта.
Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.