นักประสาทวิทยาคาดการณ์ถึงวิธีการอุดช่องว่างในความรู้ปัจจุบันเกี่ยวกับวงจรประสาท
นักวิทยาศาสตร์ใช้พลังสมองอย่างมาก เว็บสล็อต ในการทำความเข้าใจว่าอุปกรณ์ทดลองของพวกเขาทำงานอย่างไร คุณคงไม่อยากถูกหลอกให้คิดว่าคุณได้ค้นพบสิ่งที่ยอดเยี่ยมเพราะความแปลกประหลาดบางอย่างในอุปกรณ์ที่คุณไม่เคยรู้มาก่อน เมื่อวันก่อนหนังสือพิมพ์ฉบับใหม่ที่เผยแพร่ทางออนไลน์แนะนำว่าเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงมีลักษณะที่แปลกประหลาด หลอกให้นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าตรวจพบคลื่นที่อาจไม่มีอยู่จริง
ดูเหมือนว่า แฟน คลื่นแรงโน้มถ่วงสามารถผ่อนคลายได้ การตอบสนองต่อความท้าทายนี้ทำให้เห็นว่าคำวิจารณ์ใหม่ไม่ได้บ่อนทำลายการค้นพบคลื่น แน่นอน คุณไม่มีทางรู้หรอก ว่าผลลัพธ์ที่ออกมาดีตามที่คาดคะเนมานั้นบางครั้งก็จางหายไป บ่อยครั้ง นั่นเป็นเพราะนักวิทยาศาสตร์ละเลยที่จะเข้าใจส่วนที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์ทดลองทั้งหมด นั่นคือสมองของพวกเขาเอง
ท้ายที่สุดแล้ว มันคือสมองที่คิดค้นการทดลองและตีความผลลัพธ์ของมัน วิธีที่สมองรับรู้ การตัดสินใจและการตัดสิน และการตัดสินเหล่านั้นผิดพลาดได้อย่างไร อย่างน้อยก็มีความสำคัญต่อวิทยาศาสตร์พอๆ กับรู้ความซับซ้อนของเครื่องจักรทดลองที่ไม่มีชีวิต และตามที่นักวิทยาศาสตร์ด้านสมองคนใดจะบอกคุณว่า ยังมีทางอีกยาวไกลกว่าที่การจะเข้าใจว่าสมองจะถูกตัดออกจากรายการสิ่งที่ต้องทำของวิทยาศาสตร์ แต่มีความคืบหน้า วารสารNeuron ฉบับพิเศษฉบับล่าสุดได้เสนอชุดเอกสาร “มุมมอง” ที่สะดวกสบายเพื่อสำรวจสถานะปัจจุบันของการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานภายในของสมอง เอกสารเหล่านั้นแสดงให้เห็นว่าเป็นที่รู้จักมากมาย แต่ในขณะเดียวกันก็เน้นย้ำว่ามีหลายอย่างที่เราไม่รู้
การดูสารบัญเผยให้เห็นบทเรียนแรกเกี่ยวกับการทำความเข้าใจสมอง:
เป็นปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งต้องได้รับการติดต่อจากหลายมุมมอง
ในระดับหนึ่ง มีพลวัตของกระแสไฟฟ้าที่เป็นวิธีการส่งสัญญาณหลักของเซลล์ประสาทของสมอง จากนั้นในระดับที่สูงขึ้น มีความจำเป็นต้องคิดหากฎเกณฑ์ที่เซลล์ประสาททำการเชื่อมต่อ (ไซแนปส์) และสร้างวงจรประสาทสำหรับการประมวลผลอินพุตทางประสาทสัมผัส การเรียนรู้ และพฤติกรรม ความท้าทายอีกประการหนึ่งคือการทำความเข้าใจว่าเครือข่ายเซลล์ประสาทแสดงถึงความทรงจำอย่างไร และคุณจำสิ่งที่คุณได้เรียนรู้ได้อย่างไร และจำเป็นต้องเข้าใจว่าการประมวลผลทางประสาทชีวภาพที่ดำเนินการโดยโมเลกุลและเซลล์และการส่งสัญญาณไฟฟ้า ถูกแปลเป็นพฤติกรรมอย่างไร ตั้งแต่การเคลื่อนไหวของร่างกายอย่างง่ายไปจนถึงปฏิสัมพันธ์ทางสังคมที่ซับซ้อน
เซลล์ประสาทในสมองหรือเซลล์ประสาทเป็นที่รู้จักกันในการสื่อสารระหว่างกันโดยการส่งสัญญาณไฟฟ้าซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากการส่งสัญญาณทางเคมีที่ประสาทที่เชื่อมต่อเซลล์ประสาท แต่มีช่องว่างในการทำความเข้าใจว่ากระบวนการนั้นนำสมองจากการรับรู้ไปสู่ความคิดไปสู่การกระทำอย่างไร เอกสารมุมมองของ Neuronแต่ละฉบับอธิบายถึงสิ่งที่รู้อยู่แล้วเกี่ยวกับวิธีการทำงานของสมอง และเสนอการคาดเดาที่นักวิทยาศาสตร์ขาดความรู้อย่างเต็มที่เกี่ยวกับวิธีการทำงานของสมอง
ความพยายามส่วนใหญ่ในการอธิบายสมองเกี่ยวข้องกับการทำแผนที่สัญญาณไฟฟ้าทั่วทั้งเครือข่ายของการเชื่อมต่อเซลล์ประสาท ตัวอย่างเช่น Per Roland แห่งมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกล่าวถึงว่าสัญญาณเหล่านั้นแตกต่างกันอย่างไรในอวกาศและเวลา เขาเน้นความสมดุลที่สำคัญระหว่างการส่งสัญญาณที่กระตุ้นเซลล์ประสาทให้ส่งสัญญาณและการส่งข้อความที่ยับยั้งการส่งสัญญาณ ทำให้เซลล์ประสาทบางส่วนเงียบ
Sophie Denève และเพื่อนร่วมงานของ Ecole Normale Supérieure ในปารีสยังเน้นที่ความสมดุลระหว่างการกระตุ้นและการยับยั้งในวงจรประสาท ความสมดุลนั้นมีความสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจว่าสมองทั้งหมดสามารถเรียนรู้ที่จะทำสิ่งต่าง ๆ โดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ได้อย่างไร อย่างไรก็ตาม กฎเกณฑ์ที่ควบคุมการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกระหว่างเซลล์ทำให้กิจกรรม “ท้องถิ่น” ดังกล่าวสามารถปรับเปลี่ยนวงจรประสาท “ทั่วโลก” ที่ทำหน้าที่หลายอย่างของสมองได้ ความสมดุลระหว่างการกระตุ้นและการยับยั้ง บวกกับข้อเสนอแนะจากเครือข่ายทั่วโลกที่มีอิทธิพลต่อความแข็งแกร่งของไซแนปส์ “สามารถรับประกันได้ว่าฟังก์ชันระดับโลกสามารถเรียนรู้ได้ด้วยกฎการเรียนรู้ในท้องถิ่น” Denève และเพื่อนร่วมงานเขียน
วิธีการเกือบทั้งหมดเหล่านี้ในการค้นหาสมองเกี่ยวข้องกับวิธีที่สมองจัดการข้อมูล ในแง่หนึ่ง คำถามสำคัญขั้นสุดท้ายคือวิธีที่สมองดำเนินกระบวนการลึกลับโดยที่สมองดูดซับข้อมูลในรูปของแสง สี เสียง กลิ่น และการสัมผัส และแปลงเป็นการกระทำทางกายภาพ ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่เหมาะสมอย่างยิ่งต่อการตอบสนองต่อ อินพุต แค่ (โอเค ไม่ใช่ “แค่” แต่เป็นอย่างนั้น) เช่นเดียวกับในคอมพิวเตอร์ สมองจะเปลี่ยนอินพุตเป็นเอาต์พุต ข้อมูลเกี่ยวกับโลกภายนอกถูกจัดการเพื่อสร้างข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการตอบสนองต่อมัน
แต่เนื่องจากการป้อนข้อมูลทางประสาทสัมผัสมีขีดจำกัด และบางส่วนมีความคลุมเครือ ตัวแปรข้อมูลของโลกภายนอกจึงไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ Xaq Pitkow และ Dora Angelaki จากวิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์และมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันชี้ให้เห็นในมุมมองของพวกเขา ดังนั้น การเลือกพฤติกรรมของสมองจึงต้องอาศัยวิธีการคำนวณความน่าจะเป็นบางวิธีเพื่ออนุมานสภาพที่น่าจะเป็นของโลก แล้วเลือกการกระทำที่ฉลาดที่สุด (อาจ) ตอบสนอง
