A mesterséges intelligencia színrelépésével az ember könnyen érezheti úgy, hogy az olyan szerves rendszerek felett, mint mondjuk a koponyánkban található agy, eljárt az idő. Pedig ez az elképzelés nem is állhatna távolabb a valóságtól, hiszen az agyunk az a szervünk, amit máig a legkevésbé értünk, és folyamatosan derülnek ki róla újdonságok. Egy tavalyi kutatás például azt feltételezte, hogy az agyunk – részben legalábbis – kvantumszámítógépként működik, és ez az oka annak, hogy sok feladatban az agyunk máig lekörözi a hagyományos számítógépeket is. Minderről lentebb írtunk részletesebben is.

Elképzelhető, hogy az agyunk részben legalábbis egy kvantumszámítógép A kutatók szerint ez lehet az oka, hogy az agyunk még mindig lekörözi egy csomó feladatban a szuperszámítógépeket is.

Egy korábbi, 2020-as kísérlet pedig a dendritek jelátvitele kapcsán fedezett fel egy olyan új mechanizmust, ami alapján az agyunk még annál is erősebb számítási egység lehet, mint azt korábban gondolták – számol be róla a Science Alert. Mielőtt azonban erre rátérnénk, gyorsan elevenítsük fel, hogy miként fest az agyunkban is található idegsejt:

“Az idegrendszer legkisebb egysége a neuron. Neuronnak nevezzük az idegsejt és nyúlványainak együttesét.”

Az említett nyúlványok a dendrit és az axiom, ezek felelősek a jelátvitelért, méghozzá a következő felosztásban:

“A dendritek az információk felvételéért és a sejttest irányába történő vezetéséért felelősek. Az axon, melyből csak egy található egy neuronon, hosszú, cső alakú (tubuláris) nyúlvány, amely az ingerületeket a sejttestől távolodó irányba vezeti.”

A 2020-as tanulmány pedig éppen a dendritekkel kapcsolatos, és azzal, hogy miként végeznek ezek “logikai műveleteket”. A kísérlet során epilepsziás betegekből eltávolított szövetek elektronikus aktivitását vizsgálták – valamint a felépítését fluoreszcens mikroszkópos eljárással. A kutatók ez alapján azonosítottak olyan egyedi sejteket az agykéregben, amelyek nem csak a szokásos nátrium-ion csatornákon keresztül “sülnek el” (adnak át jelet), de a kalcium csatornákon keresztül is.

Mi ennek a jelentősége? Először is a dendritek jelölik ki az agy számítási kapacitásának a határát – hogy egy számítógépes analógiával éljünk: egy számítógépben az elektronok tranzisztorokon folynak keresztül, és ezekre lehet műveleteket építeni. A neuronok esetén a jel hullámként árad, amit a dendritben található ioncsatornák nyitása-zárása szabályoz (ezekben olyan részecskék haladnak, mint az említett nátrium vagy a klorid, esetleg a kálium-ion) – az ionok ezen folyamát nevezzük akciós potenciálnak. A tranzisztoroktól eltérően az idegsejtek az üzenetet tehát kémiai úton szabályozzák – tehát a dendritek segítségével.

Amennyiben tehát az akciós potenciál meghalad egy bizonyos értéket, úgy a dendrit azt továbbítja a idegsejt sejtteste felé. Eddig tehát alapvetően úgy gondoltuk, hogy az agyunkban két alapvető logikai művelet történik: ÉS (AND) üzenet (ha x és y bekapcsol, az üzenet átadásra kerül), valamint a VAGY (OR) üzenet (ha x vagy y bekapcsol, az üzenet átadásra kerül). A kísérlet során a tudósok azonban nemcsak azt állapították meg, hogy az akciós potenciált tehát a kalcium is szabályozza, de ezzel együtt kiderült az is, hogy akad egy harmadik művelet is: az említett ÉS és VAGY műveletek kiegészülnek egy exkluzív VAGY (exclusive OR/XOR) művelettel. Ez azt jelenti, hogy egy jel csak akkor továbbítódik, ha ezzel párhuzamosan egy másik jel aktivitása is elér egy bizonyos szintet.

Érdekes tehát, hogy a világ legerősebb számítógépe továbbra is az, ami a fejünkben található – és ennek ahogy egyre több titkát ismerjük meg, annál megdöbbentőbb, hogy mire is képes.

(Kép: Pixabay/DeltaWorks)