Tiergehirne verfügen über einigermaßen spiegelsymmetrische neuronale Netze, und es wird angenommen, dass Asymmetrien bei Arten mit höheren kognitiven Fähigkeiten häufiger auftreten. Diese Annahme basiert auf einer gut etablierten Hypothese, dass anspruchsvollere neuronale Aufgaben die Fähigkeit haben, spiegelsymmetrische neuronale Schaltkreise in Schaltkreise umzuwandeln, die nur auf einer Seite des Gehirns existieren. Zur Untermauerung dieser Theorie wurde nun ein mathematisches Modell verwendet, das von Lus Seoane am Nationalen Zentrum für Biotechnologie in Spanien erstellt wurde. Die Ergebnisse der Studie könnten Aufschluss darüber geben, wie kognitiv anspruchsvolle Aufgaben sowie Krankheit oder Alter die Struktur des Gehirns verändern können.
Ein spiegelsymmetrisches neuronales Netzwerk ist nützlich, wenn spiegelsymmetrische Körperkomponenten wie Arme und Beine bearbeitet werden. Darüber hinaus können redundante Schaltkreise auf beiden Seiten des Gehirns die Rechengenauigkeit verbessern und für den Fall sorgen, dass einer der Schaltkreise ausfällt. Allerdings kann die Redundanz dieser Art der Replikation zu einem höheren Energieverbrauch führen. Dieser Kompromiss wirft eine sehr wichtige Frage auf: Beeinflusst die Komplexität der vom neuronalen Netzwerk durchgeführten kognitiven Prozesse das ideale Maß an Spiegelsymmetrie?
Laut Seoanes Hypothese sollte ein neuronaler Schaltkreis immer vollständig spiegelsymmetrisch sein oder vollständig auf einer Seite des Gehirns lokalisiert sein. Noch wichtiger ist, dass es zeigt, wie eine Zunahme der Arbeitsschwierigkeiten zu einer Verschiebung zwischen diesen beiden Regelungen führen kann. Diese Veränderung kann mit dem Fortschreiten der biologischen Evolution oder mit der Veränderung des Gehirns im Alter eintreten. Obwohl sich diese Studie auf die Spiegelsymmetrie im Gehirn konzentrierte, gelten die Ergebnisse laut Seoane für jede Gruppe duplizierter neuronaler Schaltkreise, beispielsweise für diejenigen, die sich auf derselben Seite des Gehirns befinden.
Quelle: physics aps org
📩 14/09/2023 09:07