Een team van onderzoekers van het Skoltech Instituut heeft een wiskundig model van het geheugen ontwikkeld dat suggereert dat het menselijk brein efficiënter zou kunnen functioneren als het zeven zintuigen zou hebben in plaats van vijf. Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Scientific Reports, biedt een nieuw perspectief op leren, geheugen en de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie met een grotere verwerkingscapaciteit.
De studie is gebaseerd op het idee dat herinneringen worden georganiseerd in een multidimensionale conceptuele ruimte waar elk concept of engram wordt gekenmerkt door verschillende zintuiglijke eigenschappen. Volgens de berekeningen bereikt de opslagcapaciteit van de hersenen zijn maximum wanneer deze in een systeem van zeven dimensies werken, wat neerkomt op zeven verschillende zintuigen om informatie te verwerken.
Professor Nikolay Brilliantov van het Skoltech AI-centrum en medeauteur van het artikel legde uit dat dit resultaat voortkomt uit een theoretische analyse van het gedrag van engrammen. “Het lijkt erop dat wanneer elk concept dat in het geheugen wordt opgeslagen, wordt gekarakteriseerd op basis van zeven kenmerken (in plaats van bijvoorbeeld vijf of acht), het aantal verschillende objecten dat in het geheugen wordt opgeslagen, wordt gemaximaliseerd”, aldus de onderzoeker.
Verder dan de vijf traditionele zintuigen
De klassieke zintuigen (zien, horen, proeven, ruiken en voelen) zijn mogelijk niet voldoende om het brein zijn volledige potentieel te laten benutten. Dit model stelt dat het toevoegen van twee extra waarnemingskanalen het begrip van de omgeving zou vergroten en het onthouden van informatie zou verbeteren. Wetenschappers speculeren over de mogelijkheid dat mensen in de toekomst een gevoel voor straling of magnetische velden kunnen ontwikkelen, wat nieuwe grenzen zou openen in de zintuiglijke waarneming.
Brilliantov benadrukte dat deze bevindingen ook praktische toepassingen kunnen hebben. “Onze resultaten kunnen van belang zijn voor robotica en de theorie van kunstmatige intelligentie”, aldus Brilliantov. Volgens de onderzoeker zou de toevoeging van nieuwe waarnemingskanalen kunstmatige systemen in staat stellen om gegevens efficiënter te verwerken en op te slaan, waardoor ze dichter bij de werking van de menselijke geest komen.
Engrammen, leren en vergeten
Het model is gebaseerd op een gevestigde benadering in de neurowetenschap, waarbij engrammen groepen van gelijktijdig geactiveerde neuronen vertegenwoordigen die een herinnering coderen. Deze engrammen evolueren in de loop van de tijd en versterken of verzwakken de verbindingen naargelang de frequentie waarmee ze worden geactiveerd door externe prikkels. Op die manier bootst het model de leer- en vergeetprocessen van het menselijk brein na.
Tijdens de wiskundige analyse ontdekten de onderzoekers dat engrammen de neiging hebben om een stationaire toestand te bereiken waarin het geheugen een evenwichtige verdeling van concepten bereikt. Op dat moment is het vermogen om informatie op te slaan groter wanneer de conceptuele ruimte in zeven dimensies is georganiseerd. Deze verhouding bleef constant in alle uitgevoerde simulaties, wat suggereert dat het getal zeven een intrinsieke eigenschap van het geheugen is.
