Ο εγκέφαλος αποτελείται από πολλούς νευρώνες που επικοινωνούν μεταξύ τους. Κάθε νευρώνας συγκεντρώνει τις ποικίλες εισόδους του και στέλνει μια ακίδα στο νευρώνες συνδέει. Όλες οι εγκεφαλικές λειτουργίες υψηλής τάξης βασίζονται στη δυναμική τέτοιων ογκωδών, περίπλοκων νευρωνικών δικτύων.
Σε μια νέα μελέτη, μια ομάδα επιστημόνων απέδειξε πειραματικά συχνές περιόδους σιωπής στις οποίες ένας νευρώνας αποτυγχάνει να ανταποκριθεί στις εισροές του. Ο εγκέφαλος αποτελείται από αναξιόπιστους νευρώνες, σε αντίθεση με τα ηλεκτρονικά συστήματα, τα οποία είναι γρήγορα και αξιόπιστα.
Καθ. Ido Kanter του Πανεπιστήμιο Bar-IlanΤο Τμήμα Φυσικής και το Πολυεπιστημονικό Κέντρο Έρευνας Εγκεφάλου Gonda (Goldschmied), που ηγήθηκε της μελέτης, είπε: «Μια λογική πύλη δίνει πάντα την ίδια έξοδο στην ίδια είσοδο, διαφορετικά οι ηλεκτρονικές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα και οι υπολογιστές, που αποτελούνται από πολλά δισεκατομμύρια διασυνδεδεμένες λογικές πύλες, δεν θα λειτουργούσαν καλά».
«Σύγκριση της αναξιοπιστίας του εγκεφάλου με έναν υπολογιστή ή ένα κινητό τηλέφωνο: μια φορά ο υπολογιστής σας απαντά 1+1=2 και άλλες φορές 1+1=5 ή πληκτρολογώντας πολλές φορές το 7 στο κινητό σας μπορεί να οδηγήσει σε 4 ή 9. Θα εμφανιστούν περίοδοι σίγασης είναι ένα σημαντικό μειονέκτημα του εγκεφάλου, αλλά τα τελευταία ευρήματά μας έχουν δείξει το αντίθετο».
Σε αντίθεση με αυτό που θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι περίοδοι σίγησης των νευρώνων δεν αποτελούν μειονέκτημα που αντιπροσωπεύει βιολογικούς περιορισμούς, αλλά μάλλον πλεονέκτημα για την ταυτοποίηση της χρονικής αλληλουχίας.
Ο Yuval Meir, συν-συγγραφέας της μελέτης, είπε, «Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να θυμάστε έναν αριθμό τηλεφώνου, 0765… Για παράδειγμα, οι νευρώνες που ήταν ενεργοί όταν παρουσιάστηκε το ψηφίο 0 μπορεί να σιωπηθούν όταν παρουσιαστεί το επόμενο ψηφίο 7. Κατά συνέπεια, κάθε ψηφίο εκπαιδεύεται σε ένα διαφορετικό δυναμικά δημιουργημένο υπο-δίκτυο και αυτός ο μηχανισμός σιγής επιτρέπει στον εγκέφαλό μας να αναγνωρίζει αποτελεσματικά τις ακολουθίες».
Εκτός από το ότι αποτελεί το θεμέλιο μιας νέας μορφής κρυπτοσυστήματος για την αναγνώριση χειρόγραφου σε αυτόματες ταμειακές μηχανές (ATM), η διαδικασία σιγής εγκεφάλου είναι μια προτεινόμενη πηγή για μια νέα AI μηχανισμός. Αντί να πληκτρολογήσετε ένα PIN στο ATM, αυτό το κρυπτοσυστήματος επιτρέπει στους χρήστες να γράφουν τον αριθμό αναγνώρισης (PIN) τους σε έναν ηλεκτρονικό πίνακα.
Εκτός από τον προσδιορισμό του σωστού PIN, η αναγνώριση ακολουθίας, με βάση τις περιόδους σίγασης των νευρώνων, μπορεί επίσης να προσδιορίσει το στυλ γραφής του χρήστη και το χρόνο κατά τον οποίο κάθε ψηφίο του PIN γράφεται στον πίνακα. Αυτές οι πρόσθετες λειτουργίες προστατεύουν από κλεμμένες κάρτες, ακόμα κι αν ένας κλέφτης γνωρίζει το PIN του χρήστη.
Πιστώσεις: Καθ. Ido Kanter, Πανεπιστήμιο Bar-Ilan
Αναφορά στο περιοδικό:
- Hodassman, S., Meir, Υ., Kisos, Κ. et al. Μηχανισμός σίγησης νευρώνων εμπνευσμένος από τον εγκέφαλο που επιτρέπει την αξιόπιστη αναγνώριση αλληλουχίας. Sci Rep 12, 16003 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-20337-x
