Beyin 20.yy’dan Beri Farz Edilenden Tamamen Farklı Bir Şekilde Öğrenir
Fotoğraf : Beynin, eski sinaptik (kırmızı) ve yeni dallantılı (yeşil) öğrenme senarylarının temsli resmi. İki dallatılı ağaçla bir nöronun merkezinde kırmızı kabuk tarafından çok küçük, ayarlanabilen öğrenme parametreleri sinapsislerin binlercesi vasıtasıyla yeni sinyaller toplar. İki tane ayarlanabilen kırmızı kabuklu dallantılı öğrenme senaryosunda nöron olarak adlandırılan sayısal element yakınlarında yerini alır.
Beyin, sinapsisler vasıtasıyla binlercesiyle aynı anda iletişim kuran her bir nöronun milyarlarcasını kapsayan kompleks bir iletişim ağıdır. Aynı zamanda nöron “ dallantılı ağaç” olarak adlandırılan, çok uzun bölümlere ayrılan, bir çok kolu olan yeni sinaptik sinyallerin toplanmasıdır.
1949’da Donald Hebb’nin öncü çalışması, sinapsislerin gücünün değiştirilmesi boyunca beyinde öğrenme meydana geldiğini destekliyor halbuki nöronlar beyinde hesaplama elemanları olarak işlev görürler. Bu bugüne kadar ortak varsayım olarak kaldı.
Nöronal kültürler üzerine yeni kuramsal sonuçlar ve deneyler kullanan bir grup bilim adamının lideri olan Prof. Ido Kanter; Fizik Bölümü ve Bar-Ilan Üniversitesi’ndeki Gonda (Goldschmied) Multidisipliner Beyin Araştırma Merkezi tarafından yönetilen bir grup bilim insanı için merkezi Öğrenmenin sadece sinapslarda gerçekleştiğinin yaklaşk 70 yıldır yanlış olduğunu ifade etti.
Scientific Reports dergisinde bugün yayınlanan makalede araştırmacılar bu günlerde öğrenmenin, sinapsislere bağlanan yavaş öğrenme mekanizmasının benzeri olan birçok dallantı tarafından yapıldığını göstermek için basmakalıp bilgeliğe karşı çıkıyor.
Prof. Kanter ve onun araştırma takımında olan Shira Sardi, Roni Vardi, Anton Sheinin, Amir Goldental ve Herit Uzan “ Dallantılarda yeni keşfedilen öğrenme süreci, sadece sinapsislerin içinde öğrenmenin olduğunu belirten eski senaryodan çok daha hızlı gerçekleştiği görüldü. Bu yeni dallantılı öğrenme süreci, sinaptik öğrenme senaryosundaki binlerce küçük ve hassas olanla karşılaştırıldığında nöron başına birkaç adaptif parametre vardır.”diyorlar.
Yeni önerilen öğrenme senaryosu önceki düşünceden farklı olarak nörona daha olan dentrit içinde gerçekleştiğini göstermektedir. Kenter ”Nöronun gelen sinyaline, yakın gelen sinyallerini tahmin etmesi daha verimlidir” diyor. Hebb’in teorisi 70 yıldır bu kadar farklı bir yaklaşımı hiç kimsenin önermediği bilimsel dünyada çok derinlere kök salmış durumdadır. Ayrıca, sinapsisler ve dallantılar bir seri içindeki nöronla bağlantı kurarlar bu nedenle öğrenme sürecenin sınırlandığı alan alakasız görünüyordu.
Çalışmanın başka önemli bulgusu ise beynimizin çoğunluğunu oluştursa da, daha önce önemsiz kabul edilen zayıf sinapsların, beynimizin dinamiklerinde önemli bir rol oynadığıdır. Mevcut sinaptik öğrenme senaryosunda önerildiği gibi, gerçekçi olmayan sabit uçlara zorlamak yerine, öğrenme parametrelerinin salınımlarını uyarırlar.
Yeni öğrenme senaryosu beynin farklı yerinde meydana gelir ve bu sebeple düzensiz beyin işlevleri için geçerli işleyişin yeniden değerlendirilmesini gerektirir. Ek olarak, öğrenme mekanizması derin öğrenme gerçekleştirildiğinde başarılı olunur. Öğrenme paradigmasındaki değişim, farklı derinlemesine öğrenme algoritmaları ve beyin işlevlerimizi taklit eden yapay zeka tabanlı uygulamalar için yeni ufuklar açar, ancak gelişmiş özellikler ve çok daha hızlı bir hızda.
Kaynak : sciencedaily.com
