Модель, которая попала на обложку журнала Труды Национальной академии наук (PNAS), описывает развитие нервной системы на трех иерархических уровнях обработки информации:

• первый сенсомоторный уровень исследует, как внутренняя активность мозга усваивает паттерны из восприятия и связывает их с действием;
• когнитивный уровень исследует, как мозг контекстуально комбинирует эти паттерны;
• наконец, сознательный уровень рассматривает, как мозг отделяется от внешнего мира и манипулирует усвоенными паттернами (через память), которые больше не доступны восприятию.

Исследование команды дает ключ к пониманию основных механизмов, лежащих в основе познания, благодаря тому, что модель фокусируется на взаимодействии между двумя фундаментальными типами обучения: хеббианским обучением, которое связано со статистической регулярностью (то есть повторением), или, как выразился нейропсихолог Дональд Хебб, "нейроны, которые срабатывают вместе, соединяются вместе" ... и обучение с подкреплением, связанное с вознаграждением и нейромедиатором дофамином.

Модель решает три задачи возрастающей сложности на всех этих уровнях: от визуального распознавания до когнитивной манипуляции сознательными восприятиями. Каждый раз команда внедряла новый основной механизм, позволяющий ей прогрессировать.

Полученные результаты выделяют два фундаментальных механизма многоуровневого развития когнитивных способностей в биологических нейронных сетях:

• синаптический эпигенез с обучением по методу Хебби в локальном масштабе и обучением с подкреплением в глобальном масштабе;
• и самоорганизующаяся динамика, благодаря спонтанной активности и сбалансированному соотношению возбуждения и торможения нейронов.

"Наша модель демонстрирует, как конвергенция нейро-искусственного интеллекта выдвигает на первый план биологические механизмы и когнитивные архитектуры, которые могут стимулировать развитие следующего поколения искусственного интеллекта и даже в конечном итоге привести к искусственному сознанию", - сказал член команды Гийом Дюма, доцент вычислительной психиатрии в UdeM и главный исследователь в CHU Sainte.- Исследовательский центр Жюстин.

Достижение этой вехи может потребовать интеграции социального измерения познания, добавил он. В настоящее время исследователи рассматривают возможность интеграции биологических и социальных аспектов человеческого познания. Команда уже провела первое моделирование взаимодействия двух целых мозгов.

Привязка будущих вычислительных моделей к биологическим и социальным реалиям, по мнению команды, не только продолжит проливать свет на основные механизмы, лежащие в основе познания, но также поможет обеспечить уникальный мост для искусственного интеллекта к единственной известной системе с развитым социальным сознанием: человеческому мозгу.