Înțelegerea cogniției

Imaginați — vă un măr-verdele, gustul acru și crunch-ul proaspăt și crocant; cum creează creierul o reprezentare a unui astfel de măr?

aceasta este una dintre întrebările pe care proiectul creierului uman (HBP) le pune. Pentru a înțelege mai bine creierul uman, aveți nevoie de teorii, modele și cadre conceptuale, care pot fi testate și rafinate. HBP susține activitatea neurologilor cognitivi și teoretici pentru a debloca perspective mai profunde în funcționarea creierului nostru.

neurologii teoretici lucrează pentru a dezvolta o teorie pe mai multe scări a creierului care sintetizează abordări de sus în jos și bazate pe date de jos în sus. Ei încearcă, de asemenea, să unifice teoriile învățării, memoriei, atenției și comportamentului orientat spre obiective; să înțeleagă funcțiile cognitive complexe, cum ar fi navigarea spațială, recursivitatea și procesarea simbolică; și să identifice punțile care leagă multiplele scale temporale și spațiale implicate în activitatea creierului și în semnalele captate de imagistică și alte tehnologii.

neurologii cognitivi ai HBP analizează natura percepției vizuale, răspândirea undelor lente în creierul adormit, rolul hipocampului în memoria episodică (amintiri personale din viața noastră), precum și dezvoltarea de noi modalități de măsurare a stării de conștiință atât la oameni, cât și la alte animale.

crearea reprezentării

cum creează creierul o reprezentare a unui obiect, ca un măr, din informații multisenzoriale? Această întrebare este crucială, deoarece aceste reprezentări stau la baza proceselor cognitive superioare, cum ar fi formarea categoriilor, raționamentul și limbajul. Unul dintre obiectivele noastre este de a dezvolta o rețea neuronală de “învățare profundă” care învață să recunoască obiecte și funcții într-un mod similar cu sistemele neurobiologice reale.

conștiința

una dintre cele mai profunde probleme nerezolvate în știință este natura conștiinței – cum este conștiința generată de creier? Există mai multe probleme clinice și etice care limitează modul în care putem aborda această întrebare, cum ar fi evaluarea nivelului de conștiență la pacienții care au suferit leziuni cerebrale. Noile modalități de măsurare a nivelurilor de conștiință vor face clinicienii mai puțin dependenți de măsurători pur comportamentale; acest lucru va aduce beneficii, de exemplu, pacienților în comă.

unde lente în creierul adormit

în mod similar, Cum pot apărea fenomene disparate, cum ar fi somnul și starea de veghe, din aceleași sisteme cortico-talamice din creier? Pentru a răspunde la această întrebare, vom investiga activitatea cu unde lente și simulările populațiilor mari de neuroni de ardere la șoareci și oameni.

memoria

amintirile episodice sunt experiențele noastre personale, conștiente, stabilite în spațiu și timp. Capacitatea creierului de a-și aminti obiecte și experiențe din informații multisenzoriale (de exemplu, viziune, auz sau atingere) este esențială pentru înțelegerea memoriei umane. HBP efectuează o serie coordonată de experimente pentru a identifica mecanismele neuronale din spatele memoriei episodice și a le valida prin modele computaționale și sisteme robotizate.

activitatea neurologilor teoretici și cognitivi ai HBP se alimentează în activitatea altor părți ale HBP, în special a neuroroboticelor și a platformelor de neurocomputere.