Mindeddig a tudományos közvélekedés az volt, hogy a neuronok egymás közti kommunikációjában megfigyelt jeladások közben észlelt úgynevezett „zajnak” nincs jelentősége az információk átvitele szempontjából. Az Orbán Gergő vezette tudóscsoportnak a Neuron folyóiratban publikált tanulmánya azonban azt állítja, hogy maga a zaj is információhordozó.

Az agy idegsejtjei a válaszok intenzitásával próbálják meg kódolni a külvilág egyes részleteit. Egyre bonyolultabb és bonyolultabb rétegeken keresztül szűrjük a külvilágból érkező információt, és így egyre bonyolultabb és bonyolultabb jellemzőket tudnak az idegsejtek eltárolni.

Az MTA Wigner FK Részecske és Magfizikai Intézetének kutatója és csapata arra mutatott rá, hogy amellett, hogy milyen intenzitással válaszolnak az idegsejtek a külvilág jeleire, a kódolásnak szerves része a zaj is, tehát minden, ami felesleges, amitől meg akarunk szabadulni. Vagyis ahhoz, hogy hatékonyan tudjon kódolni az idegrendszer, a zaj is szükséges. Megfigyelték, hogy szisztematikus változás nemcsak a válasz intenzitásában következik be, hanem abban is, hogy a zaj mértéke mekkora – emelte ki Orbán Gergő az interjúban.

A kutatás során arra keresték a választ, mi magyarázza, hogy az idegrendszer hatékony kódolásra törekszik, mégis zajos választ adnak az idegsejtek. A megoldás az az alapvetés, hogy az érzékelés bizonytalanságokat tartalmaz. A kutatás eredményének gyakorlati haszna is lehet: minden, az idegsejtekhez vagy éppen az agyhoz kapcsolódó eszköz működésének pontosabbá tételéhez elengedhetetlenül fontos, hogy pontosabb képet kapjunk az idegsejtek kommunikációjáról. Ha jobban értjük ezt a kommunikációt, hatékonyabban működő eszközöket, például a látást, a hallást, a tapintást vagy akár a végtagok mozgatását segítő készülékeket, protéziseket leszünk képesek kifejleszteni. A zajnak a mesterséges intelligencia fejlesztésénél is figyelembe kell venni.

„Amikor ránézünk egy képre, annak számos értelmezése lehet. Egy, a világról kapott kétdimenziós kép végtelen számú háromdimenziós külvilággal kompatibilis. Amikor érzékeljük a külvilágot, ez az érzékelés inherensen, természetesen tartalmazza azt, hogy van egyfajta bizonytalanság az értelmezéseinkben. Rámutattunk arra is, hogy a bizonytalanság az érzékelésben megfelel a neuronok válaszaiban lévő zajnak” – fejtette ki Orbán Gergő.

Fontos lehet a zaj megértése annak felhasználása céljából. Ha ugyanis megértjük, hogy milyen módon érdemes megjeleníteni ezt a bizonytalanságot, azt ki lehet aknázni, ezt a mesterséges intelligencia már bizonyította – vélekedett az MTA kutatója.

Emellett a technikai fejlesztéshez is fontos a zaj megismerése. A zaj jelzi számunkra azt, hogy milyen az idegsejtek bizonytalansága. Ha például egy külső szenzor jeleit akarjuk kommunikálni az idegsejtekkel, érdemes a neurális kódnak ezt az összetevőjét komolyan venni – mondta Orbán Gergő.

A felfedezésről részletesebben olvashat az MTA honlapján.