باحثون يهدفون إلى تعزيز أنظمة الذكاء الاصطناعي بنوع جديد من “خلايا الدماغ”

يهدف فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) إلى تعزيز أداء الشبكات العصبية من خلال دمجها مع هياكل تستند إلى أنواع أخرى من الخلايا في الدماغ. سيقوم فريق البحث بدمج هياكل تستند إلى الخلايا النجمية في الشبكات العصبية، مع هدف السماح للشبكات العصبية بتغيير كيفية معالجة الإشارات عبر الزمن.

الشبكات العصبية العميقة مستوحاة من الشبكات العصبية في دماغ الإنسان. خوارزميات التعلم التعزيزي تتعلم من أخطائها ونجاحاتها بمرور الوقت، مما يسمح لها بالتغلب على تحديات معقدة مثل ألعاب الشطرنج وغو. ومع ذلك، تعاني الشبكات العصبية العميقة عندما تواجه مشاكل شائعة يتعامل معها البشر. أي حالة تتطلب معرفة عامة لم تكتسب في المجال أو البيئة الحالية تكون صعبة للشبكات العصبية العميقة.

وفقًا لمعهد Picower في MIT، يهدف فريق البحث إلى جعل الشبكات العصبية العميقة أكثر متانة وتنوعًا وموثوقية من خلال إضافة نوع من الهياكل المستندة إلى خلايا النجم في الشبكة العصبية.

كماexplained بواسطة أستاذ نيوتن للعلم العصبي في MIT، Mriganak Sur، فإن التركيز على العصبونات قد أدى إلى تجاهل أنواع أخرى من خلايا الدماغ، التي تخدم أدوارًا مهمة في الدماغ. وأوضح سور أن الشبكات العصبية العميقة حتى الآن يمكن أن تعاني من考虑 والعلم من العوامل في البيئة عندما لا تتغير القواعد / السياق أو عندما يكون الوقت غير ذي صلة. في مثل هذه الظروف، يمكن للشبكة العصبية أن تعاني من تتبع الاستراتيجيات الناجحة بمرور الوقت، وتوازن بين استكشاف الاستغلال، وتطبيق ما تعلمته على مهام مشابهة في سياق مختلف.

وفقًا لسور، تشير الأدلة الحديثة إلى أن الخلايا النجمية تلعب دورًا مهمًا في تمكين الدماغ من أداء المهمات المذكورة أعلاه، بفضل قدرتهم على العمل كشبكة موازية تعمل جنبًا إلى جنب مع العصبونات. إدخال الخلايا النجمية في الشبكة العصبية سيسمح للذكاء الاصطناعي بتكامل المعلومات المجمعة عبر مقاييس زمنية طويلة، والتعرف على الحالات المماثلة وإعادة توجيه القدرات المكتسبة، وتنظيم الاتصالات الشبكية بين العصبونات. الخلايا النجمية توجيه العصبونات في القشرة الأمامية للدماغ لاستكشاف السيناريوهات ومساعدة الخلايا في الجسم الاسترياتي في استغلال الحالات، وكلاهما يتم إدارتهما من خلال المنظمات العصبية الكيميائية.

وفقًا لسور، تشير الأدلة الحديثة إلى أن الخلايا النجمية تلعب دورًا مهمًا في تمكين الدماغ من أداء المهمات المذكورة أعلاه، بفضل قدرتهم على العمل كشبكة موازية تعمل جنبًا إلى جنب مع العصبونات. إدخال الخلايا النجمية في الشبكة العصبية سيسمح للذكاء الاصطناعي بتكامل المعلومات المجمعة عبر مقاييس زمنية طويلة، والتعرف على الحالات المماثلة وإعادة توجيه القدرات المكتسبة، وتنظيم الاتصالات الشبكية بين العصبونات. الخلايا النجمية توجيه العصبونات في القشرة الأمامية للدماغ لاستكشاف السيناريوهات ومساعدة الخلايا في الجسم الاسترياتي في استغلال الحالات، وكلاهما يتم إدارتهما من خلال المنظمات العصبية الكيميائية.

سيقوم فريق البحث بدراسة كيف يمكن للخلايا النجمية تعزيز الشبكات العصبية العميقة من خلال مجموعة من التجارب، كلها يتم إجراؤها بواسطة متخصصين مختلفين. ستستخدم نتائج التجارب لتحسين النظرية التي يعتقد بها فريق البحث. سيجمع الباحثون البيانات من تجارب بسيطة في الفئران والبشر وسيقومون بمراقبة كيفية تأثير التغييرات في مناطق الدماغ والخلايا النجمية والمنظمات العصبية على الأداء.

أخيرًا، سيراقب Alfonso Araque وسور الفئران لمعرفة كيف تعمل الخلايا النجمية أثناء تعلمهم. كما سيعملون على تعديل الخلايا النجمية لمعرفة كيف يؤثر ذلك على عملية التعلم التعزيزي.

كماexplained بواسطة الفريق في منحتهم:

“فرضيتنا المركزية هي أن التفاعل بين الخلايا النجمية والعصبونات والمنظمات العصبية هو مصدر القدرة الحاسوبية التي تمكن الدماغ من أداء التعلم التعزيزي بشكل طبيعي وتحقيق العديد من المشاكل المرتبطة بنظم التعلم التعزيزي الحالية”.