De hersenen bestaan uit verschillende neuronen die met elkaar communiceren. Elk neuron verzamelt zijn gevarieerde inputs en stuurt een piek naar de neuronen het verbindt. Alle hersenfuncties van hoge orde zijn gebouwd op de dynamiek van zulke enorme, ingewikkelde neurale netwerken.
In een nieuwe studie heeft een groep wetenschappers experimenteel aangetoond dat er frequente perioden van stilte zijn waarin een neuron niet reageert op zijn input. De hersenen bestaan uit onbetrouwbare neuronen, in tegenstelling tot elektronische systemen, die snel en betrouwbaar zijn.
Prof. Ido Kanter van Bar-Ilan Universiteit's Department of Physics and Gonda (Goldschmied) Multidisciplinair Brain Research Center, die de studie leidde, zei: "Een logische poort geeft altijd dezelfde uitvoer aan dezelfde invoer, anders zouden elektronische apparaten zoals mobiele telefoons en computers, die zijn samengesteld uit vele miljarden onderling verbonden logische poorten, niet goed functioneren."
“Als je de onbetrouwbaarheid van de hersenen vergelijkt met een computer of mobiele telefoon: de ene keer antwoordt je computer 1+1=2 en de andere keer 1+1=5 of 7 in je mobiel bellen kan resulteren in 4 of 9. Stilteperioden zouden verschijnen een groot nadeel van de hersenen zijn, maar onze laatste bevindingen hebben anders aangetoond.”
In tegenstelling tot wat men zou denken, ontdekten onderzoekers dat neuronale silencing-perioden geen nadeel zijn dat biologische beperkingen vertegenwoordigt, maar eerder een voordeel voor identificatie van temporele sequenties.
Yuval Meir, een co-auteur van de studie, zei, “Stel dat je een telefoonnummer wilt onthouden, 0765… Neuronen die actief waren toen het cijfer 0 werd gepresenteerd, kunnen bijvoorbeeld worden uitgeschakeld wanneer het volgende cijfer 7 wordt gepresenteerd. Bijgevolg wordt elk cijfer getraind op een ander dynamisch gecreëerd subnetwerk, en dit silencing-mechanisme stelt onze hersenen in staat om sequenties efficiënt te identificeren."
Behalve dat het de basis vormt van een nieuwe vorm van cryptosysteem voor handschriftherkenning bij geldautomaten (ATM's), is het proces voor het uitschakelen van de hersenen een voorgestelde bron voor een nieuwe AI mechanisme. In plaats van een pincode in de geldautomaat te typen, stelt dit cryptosysteem gebruikers in staat hun identificatienummer (PIN) op een elektronisch bord te schrijven.
Naast het identificeren van de juiste pincode, kan sequentie-identificatie, gebaseerd op neuronale stilleggingsperioden, ook de handschriftstijl van de gebruiker identificeren en de timing waarin elk cijfer van de pincode op het bord wordt geschreven. Deze extra functies beschermen tegen gestolen kaarten, zelfs als een dief de pincode van de gebruiker kent.
Krediet: Prof. Ido Kanter, Bar-Ilan University
Journal Reference:
- Hodassman, S., Meir, Y., Kissos, K. et al. Door de hersenen geïnspireerd neuronaal silencing-mechanisme om betrouwbare sequentie-identificatie mogelijk te maken. Sci Rep 12 (16003). DOI: 10.1038 / s41598-022-20337-x
