Das Gehirn besteht aus mehreren Neuronen, die miteinander kommunizieren. Jedes Neuron sammelt seine unterschiedlichen Eingaben und sendet eine Spitze an die Neuronen es verbindet. Alle höherwertigen Gehirnfunktionen bauen auf der Dynamik solch massiver, komplizierter neuronaler Netzwerke auf.
In einer neuen Studie hat eine Gruppe von Wissenschaftlern experimentell häufige Perioden der Stille nachgewiesen, in denen ein Neuron nicht auf seine Eingaben reagiert. Das Gehirn besteht im Gegensatz zu elektronischen Systemen, die schnell und zuverlässig sind, aus unzuverlässigen Neuronen.
Prof. Ido Kanter von Bar-Ilan Universität's Department of Physics and Gonda (Goldschmied) Multidisciplinary Brain Research Center, das die Studie leitete, sagte: „Ein Logikgatter gibt immer denselben Ausgang an denselben Eingang, sonst würden elektronische Geräte wie Mobiltelefone und Computer, die aus vielen Milliarden miteinander verbundenen Logikgattern bestehen, nicht gut funktionieren.“
„Vergleichen Sie die Unzuverlässigkeit des Gehirns mit einem Computer oder Mobiltelefon: Einmal antwortet Ihr Computer 1 + 1 = 2 und ein anderes Mal 1 + 1 = 5 oder wenn Sie 7 in Ihrem Mobiltelefon viele Male wählen, kann dies zu 4 oder 9 führen. Es treten Schweigeperioden auf ein großer Nachteil des Gehirns sein, aber unsere neuesten Erkenntnisse haben das Gegenteil gezeigt.“
Im Gegensatz zu dem, was man denken könnte, stellten die Forscher fest, dass neuronale Ruheperioden kein Nachteil sind, der biologische Einschränkungen darstellt, sondern eher ein Vorteil für die Identifizierung zeitlicher Sequenzen.
Yuval Meir, ein Co-Autor der Studie, sagte, „Angenommen, Sie möchten sich eine Telefonnummer merken, 0765 … Beispielsweise könnten Neuronen, die aktiv waren, als die Ziffer 0 präsentiert wurde, stummgeschaltet werden, wenn die nächste Ziffer 7 präsentiert wird. Folglich wird jede Ziffer auf einem anderen dynamisch erstellten Subnetzwerk trainiert, und dieser Stummschaltungsmechanismus ermöglicht es unserem Gehirn, Sequenzen effizient zu identifizieren.“
Der Brain-Silencing-Prozess ist nicht nur die Grundlage einer neuen Form von Kryptosystem zur Handschrifterkennung an Geldautomaten (Geldautomaten), sondern auch eine vorgeschlagene Quelle für eine neue AI Mechanismus. Anstatt eine PIN in den Geldautomaten einzugeben, ermöglicht dieses Kryptosystem den Benutzern, ihre Identifikationsnummer (PIN) auf eine elektronische Tafel zu schreiben.
Neben der Identifizierung der korrekten PIN kann die Sequenzidentifikation auf der Grundlage neuronaler Ruheperioden auch den Handschriftstil des Benutzers und den Zeitpunkt identifizieren, zu dem jede Ziffer der PIN auf die Tafel geschrieben wird. Diese zusätzlichen Funktionen schützen vor gestohlenen Karten, selbst wenn ein Dieb die PIN des Benutzers kennt.
Bildnachweis: Prof. Ido Kanter, Bar-Ilan-Universität
Journal Referenz:
- Hodassman, S., Meir, Y., Kisos, K. et al. Vom Gehirn inspirierter neuronaler Stummschaltungsmechanismus, um eine zuverlässige Sequenzidentifikation zu ermöglichen. Sci Rep 12, 16003 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-20337-x
