Новое исследование международной команды ученых проливает свет на удивительный механизм, с помощью которого наш мозг создает и поддерживает представление о пространстве, непосредственно окружающем тело. Используя искусственные нейронные сети, исследователи смогли воспроизвести работу так называемых периперсональных нейронов - специализированных клеток мозга, ответственных за формирование "личного пространства" человека.
Эти нейроны выполняют несколько ключевых функций: создают защитную буферную зону вокруг тела, помогают планировать движения к объектам или от них, оценивают потенциальную опасность или пользу от предметов в непосредственной близости. Особенность их работы заключается в том, что они формируют динамические карты, которые меняются в зависимости от положения частей тела и значимости окружающих объектов.
Искусственные нейронные сети, обученные по принципам обучения с подкреплением, неожиданно продемонстрировали удивительное сходство с биологическими аналогами. В процессе обучения перехватывать полезные объекты (например, пищу) и избегать опасных (например, жалящих насекомых), ИИ-агенты спонтанно развили нейронные структуры, очень похожие на периперсональные нейроны в мозге приматов. Это проявилось в трех основных аспектах: формировании зон активности вокруг виртуальных "частей тела", адаптации к скорости движения объектов, дифференциации реакции в зависимости от ценности объектов.
Особый интерес представляет обнаруженная модульность искусственных нейронных сетей - они естественным образом разделились на подсети, специализирующиеся на разных задачах: одни отвечали за приближение к полезным объектам, другие - за избегание опасных. Это удивительным образом соответствует организации аналогичных систем в биологическом мозге, где также наблюдается функциональное разделение между системами "приближения" и "избегания".
Практическое значение этого открытия трудно переоценить. Понимание принципов работы периперсонального пространства открывает новые горизонты в нескольких областях: создание более совершенных нейропротезов, которые смогут естественным образом оценивать личное пространство пользователя; разработка роботов, способных интуитивно понимать и соблюдать границы личного пространства человека; улучшение систем виртуальной реальности, где точное моделирование персонального пространства критически важно для погружения.
Дальнейшие исследования в этом направлении обещают еще более интересные результаты. Ученые планируют усовершенствовать модель, добавив параметры сенсорной неопределенности и когнитивного моделирования окружающей среды. Это позволит еще точнее воспроизвести работу биологической нейронной системы и, возможно, раскрыть новые аспекты взаимодействия между мозгом, телом и окружающим пространством.
А затем «Добавить на главный экран».