Come opera la neocorteccia umana?

Il tecnologo, scienziato e co-fondatore di Numenta, Jeff Hawkins, ha presentato una struttura innovativa per comprendere come opera la neocorteccia umana, chiamata “La teoria dei mille cervelli dell'intelligenza”.

I recenti progressi nell'intelligenza artificiale, in particolare nell'apprendimento profondo, hanno preso in prestito concetti del cervello umano.

L'architettura dei modelli di apprendimento più profondi si basa su strati di elaborazione, ossia una rete neurale artificiale ispirata ai neuroni del cervello biologico.

Eppure i neuroscienziati non sono d'accordo su cosa sia esattamente l'intelligenza e come si forma nel cervello umano - è un fenomeno che ad oggi rimane inspiegato.

Il tecnologo, scienziato e co-fondatore di Numenta, Jeff Hawkins, ha presentato una struttura innovativa per comprendere come opera la neocorteccia umana, chiamata “La teoria dei mille cervelli dell'intelligenza”, al Vertice del Progetto Human Brain a Maastricht, Paesi Bassi.

La neocorteccia è la parte del cervello umano che è coinvolta in funzioni di ordine superiore come pensiero cosciente, ragionamento spaziale, linguaggio, generazione di comandi motori e percezione sensoriale.

I ricercatori di Numenta affermano che ogni parte della neocorteccia umana apprende modelli completi di oggetti e concetti.

Il team ipotizza che i neuroni simili alle cellule della griglia esistono in ogni colonna della neocorteccia umana.

Il team di ricerca propone anche un nuovo tipo di neurone chiamato “cellula di spostamento”, che funge da completamento alle cellule della griglia e si trova anche in tutta la neocorteccia.

Le cellule a griglia sono neuroni che svolgono un'azione modulatoria e consentono una comprensione della posizione.

I ricercatori ritengono che ogni colonna corticale apprenda modelli di oggetti completi combinando l'input con una posizione derivata dalle cellule della griglia, quindi integrando i movimenti.

Per illustrare questo concetto, i ricercatori usano una tazza di caffè come esempio. Quando vediamo e tocchiamo una tazza di caffè, molte colonne nelle gerarchie visive e somato-sensoriali osservano contemporaneamente diverse parti della tazza.

Ogni colonna, in ogni regione, apprende modelli completi della tazza basati sull'input sensoriale (in questo esempio, visione e tocco), con una posizione centrata sull'oggetto di quell'input e quindi integrandosi sui movimenti del sensore.

I modelli della tazza non sono identici perchè ogni modello della coppa è appreso da un diverso sottoinsieme di matrici sensoriali.

A differenza della visione comunemente condivisa, in cui l'input sensoriale viene elaborato in una gerarchia di regioni corticali, questa teoria afferma che le connessioni non sono di natura gerarchica.

Le connessioni non gerarchiche possono quindi connettersi tra emisferi cerebrali, e attraverso modalità e livelli gerarchici.

A causa delle connessioni non gerarchiche, possono verificarsi inferenze con il movimento dei sensori.

Secondo i ricercatori, la neocorteccia ha centinaia, se non migliaia, di modelli di ogni oggetto nel mondo, e l'integrazione delle caratteristiche osservate si verifica in ogni colonna, a tutti i livelli della gerarchia, non solo nella parte superiore della gerarchia – da qui il nome, “The Thousand Brains Theory of Intelligence”.

La struttura ridefinisce il funzionamento della neocorteccia umana. Secondo i ricercatori, la neocorteccia contiene migliaia di modelli funzionanti non solo nella gerarchia, ma anche in parallelo.

È una teoria innovativa che sfida le opinioni convenzionali e potrebbe avere un impatto sia sull'intelligenza artificiale che sulla neuroscienza in futuro.

 

A cura della Dottoressa Giorgia Lauro