Νέα έρευνα από νευροεπιστήμονες του Trinity College Dublin έδειξε ότι βρέφη ηλικίας δύο μηνών μπορούν να κατατάσσουν όσα βλέπουν σε διαφορετικές κατηγορίες αντικειμένων. Πρόκειται για μια ικανότητα που εμφανίζεται πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι πίστευαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες και δείχνει ότι βασικά στοιχεία της αντίληψης υπάρχουν σχεδόν από τα πρώτα στάδια της ζωής.

Συνδυάζοντας απεικόνιση του εγκεφάλου με μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές απέκτησαν νέα εικόνα για το πώς σκέφτονται και μαθαίνουν τα βρέφη στους πρώτους μήνες της ζωής τους. Τα ευρήματα ρίχνουν φως στο τι συμβαίνει μέσα στον εγκέφαλο ενός μωρού πολύ πριν εμφανιστεί ο λόγος ή οι συνειδητές κινήσεις.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience από ερευνητική ομάδα του Trinity College Institute of Neuroscience και της Σχολής Ψυχολογίας.

Τι αποκαλύπτει η έρευνα για το μυαλό των μωρών

«Γονείς και επιστήμονες αναρωτιούνται εδώ και χρόνια τι συμβαίνει στο μυαλό ενός μωρού και τι ακριβώς βλέπει όταν παρατηρεί τον κόσμο γύρω του. Η έρευνα αυτή ανέδειξε πόσο πλούσια είναι η εγκεφαλική λειτουργία ήδη από τον πρώτο χρόνο ζωής», εξήγησε η Cliona O'Doherty, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, η οποία πραγματοποίησε την έρευνα στο εργαστήριο Cusack του Trinity.

«Αν και στους δύο μήνες η επικοινωνία των βρεφών περιορίζεται από την απουσία γλώσσας και τον ελλιπή έλεγχο των κινήσεων, το μυαλό τους ήδη δεν καταγράφει απλώς πώς μοιάζουν τα πράγματα, αλλά κατανοεί και σε ποια κατηγορία ανήκουν. Αυτό δείχνει ότι τα θεμέλια της οπτικής νόησης υπάρχουν από πολύ νωρίς, πολύ νωρίτερα απ’ ό,τι περιμέναμε», πρόσθεσε η ίδια.

Τι έδειξαν οι εγκεφαλικές απεικονίσεις

Η επιστημονική ομάδα στρατολόγησε 130 βρέφη ηλικίας δύο μηνών. Κάθε μωρό ξάπλωνε άνετα σε ένα μαλακό πουφ, φορούσε ακουστικά που μείωναν τον θόρυβο και παρακολουθούσε φωτεινές, πολύχρωμες εικόνες, σχεδιασμένες ώστε να διατηρούν την προσοχή του για 15 έως 20 λεπτά.

Με αυτόν τον τρόπο, οι ερευνητές μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν λειτουργική μαγνητική τομογραφία για να καταγράψουν την εγκεφαλική δραστηριότητα, ενώ τα μωρά έβλεπαν εικόνες από 12 οικείες κατηγορίες, όπως γάτα, πουλί, λαστιχένιο παπάκι, καρότσι αγορών και δέντρο.

Ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης στην ανάλυση των δεδομένων

Αφού συγκεντρώθηκαν οι απεικονίσεις, η ομάδα χρησιμοποίησε μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης για να αναλύσει πώς αναπαρίστανται οι διαφορετικές οπτικές κατηγορίες στον εγκέφαλο των βρεφών. Συγκρίνοντας τα πρότυπα δραστηριότητας στις οδούς οπτικής αναγνώρισης των μοντέλων με εκείνα του εγκεφάλου των μωρών, οι ερευνητές κατάφεραν να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργεί η πρώιμη κατηγοριοποίηση.

«Πρόκειται για τη μεγαλύτερη διαχρονική μελέτη με λειτουργική μαγνητική τομογραφία σε βρέφη σε εγρήγορση. Το πλούσιο σύνολο δεδομένων μας ανοίγει έναν εντελώς νέο τρόπο να μετρήσουμε τι σκέφτονται τα μωρά σε πολύ μικρή ηλικία. Παράλληλα, αναδεικνύει τις δυνατότητες της νευροαπεικόνισης και των υπολογιστικών μοντέλων ως διαγνωστικά εργαλεία σε πολύ μικρά βρέφη», ανέφερε ο Rhodri Cusack, επικεφαλής της ομάδας.

«Τα μωρά μαθαίνουν πολύ πιο γρήγορα από τα σημερινά μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης. Μελετώντας πώς το καταφέρνουν, ελπίζουμε να εμπνεύσουμε μια νέα γενιά μοντέλων που θα μαθαίνουν πιο αποδοτικά, μειώνοντας το οικονομικό και περιβαλλοντικό τους κόστος».

Η Anna Truzzi, εκ των συγγραφέων της μελέτης, τόνισε ότι οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις κατέστησαν δυνατή αυτή την έρευνα.

«Μέχρι πρόσφατα δεν μπορούσαμε να μετρήσουμε αξιόπιστα πώς συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου των βρεφών επεξεργάζονταν τις οπτικές πληροφορίες. Ο συνδυασμός τεχνητής νοημοσύνης και νευροαπεικόνισης μάς έδωσε μια μοναδική εικόνα για το πώς μαθαίνουν τα μωρά στον πρώτο χρόνο της ζωής τους.

Ο πρώτος χρόνος είναι περίοδος ταχείας και σύνθετης ανάπτυξης του εγκεφάλου. Η μελέτη αυτή προσφέρει βασική γνώση που μπορεί να καθοδηγήσει την εκπαίδευση στην πρώιμη παιδική ηλικία, να υποστηρίξει την κλινική φροντίδα νευροαναπτυξιακών καταστάσεων και να εμπνεύσει πιο βιολογικά τεκμηριωμένες προσεγγίσεις στην τεχνητή νοημοσύνη».