Les neurones peuvent apprendre des modèles temporels

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Selon une étude menée par l’Université de Lund en Suède, les neurones individuels peuvent apprendre non seulement des réponses uniques à un signal particulier, mais aussi une série de réactions à intervalles précis.

« C’est comme jouer une note de piano avec un doigt pas seulement une fois, mais comme une série programmée de plusieurs notes », explique le chercheur en neurophysiologie Germund Hesslow.

Les neurones sont essentiels à l’apprentissage 

Le travail constitue une recherche fondamentale, mais a une incidence sur le développement des réseaux neuronaux et de l’intelligence artificielle ainsi que sur la recherche sur l’apprentissage. L’autisme, le TDAH et les troubles du langage chez les enfants, par exemple, peuvent être associés à des perturbations dans ces mécanismes d’apprentissage de base et d’autres.

neurones

On pense généralement que l’apprentissage repose sur le renforcement ou l’affaiblissement des contacts entre les neurones du cerveau. Les chercheurs de Lund ont déjà montré qu’une cellule peut également apprendre une association chronométrée, de sorte qu’elle envoie un signal avec un certain délai.

Maintenant, il semble qu’un neurone peut être formé non seulement pour donner une seule réponse, mais une série complexe de plusieurs réponses.

La capacité d’apprentissage du cerveau est plus grande qu’on ne le pensait !

« Cela signifie que la capacité d’apprentissage du cerveau est encore plus grande qu’on ne le pensait auparavant », dit le collègue de Germund Hesslow, Dan-Anders Jirenhed.

Il pense que, à l’avenir, les réseaux neuronaux artificiels avec des «neurones formés» pourraient être capables de gérer des tâches plus complexes de manière plus efficace.

Une théorie confirmée:

L’étude des chercheurs de Lund porte sur la capacité des neurones à l’apprentissage associatif et à l’apprentissage temporel. Dans les expériences, les cellules ont appris pendant plusieurs heures de formation pour associer deux signaux différents.

Si le délai entre les signaux était d’un quart de seconde, les cellules ont appris à répondre après un quart de seconde. Si l’intervalle était d’une demi-seconde, les cellules ont répondu après une demi-seconde, et ainsi de suite.

Les chercheurs montrent maintenant que les cellules peuvent apprendre non seulement une, mais plusieurs réactions dans une série. « Signal – pause brève – signal – longue pause – signal » donne lieu à une série de réponses avec exactement les mêmes intervalles de temps :  » réponse – pause brève – réponse – longue pause – réponse .

Les cellules étudiées par les chercheurs s’appellent cellules de Purkinje et sont situées dans le cervelet. Le cervelet est la partie du cerveau qui contrôle la position, l’équilibre et les mouvements corporels. Il joue également un rôle important dans l’apprentissage de longues séries de mouvements compliqués qui nécessitent un timing précis, comme les mouvements des mains et des doigts lorsqu’on joue du piano.

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