Ajuste neuronal para el procesamiento ordinal: patrones convergentes en el cerebro humano y las redes artificiales

Área de la Ciencia:

• La neurociencia es la neurociencia.
• Ciencias Cognitivas Ciencias Cognitivas.
• Psicología Comparada y Psicología Comparada.

Sus antecedentes:

• La ordinariedad, la percepción del rango de los elementos en una secuencia, es una habilidad cognitiva fundamental compartida entre las especies.
• Esta habilidad es vital para comportamientos como la toma de decisiones, la búsqueda de alimento y la organización social, independientemente de los sistemas simbólicos.
• Investigaciones anteriores sugieren una base neuronal para el procesamiento cuantitativo, pero los mecanismos para la percepción de la ordinariedad siguen siendo menos comprendidos.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos neuronales que apoyan la percepción de la ordinariedad no simbólica en el cerebro humano.
• Para probar la hipótesis de que la sintonización neuronal, con neuronas que responden selectivamente a rangos específicos, subyace en el procesamiento de la ordinariedad.
• Explorar si existen mecanismos de procesamiento de ordinariedad similares en las redes neuronales artificiales.

Principales métodos:

• Utilizó imágenes de resonancia magnética funcional de campo ultraalto 7 Tesla (fMRI) en participantes humanos.
• Aplicó el modelado de campo receptivo de población (pRF) para identificar poblaciones neuronales sintonizadas a posiciones ordinales.
• Redes neuronales convolucionales jerárquicas entrenadas en tareas visuales para observar el surgimiento espontáneo de sintonización de la ordinariedad.

Principales resultados:

• Se identificaron poblaciones neuronales en las corteza parietal y premotora sintonizadas con posiciones ordinarias no simbólicas.
• Se observó un aumento de la anchura de afinación y una disminución del territorio cortical para los rangos ordinales más altos, lo que indica una precisión reducida.
• Se encontró que estas respuestas neuronales no se generalizaban a la ordinariedad simbólica, y una sintonización similar surgió en las redes neuronales convolucionales.

Conclusiones:

• Las propiedades de sintonización neuronal en la corteza parietal y premotora apoyan la percepción de la ordinariedad no simbólica.
• Los hallazgos sugieren que el procesamiento de ordinariedad se basa en características de procesamiento neuronal inherentes, similares a otras representaciones cuantitativas.
• El surgimiento de sintonización similar en redes neuronales artificiales sugiere un principio computacional fundamental para el procesamiento de rango.