Neue Entdeckung über Gedächtniszellen

Eine neue Studie des Massachusetts Institute of Technology (MIT) verändert die Grundlagen der Neurowissenschaft, indem sie nahelegt, dass Astrozyten, eine Art Gliazellen, die lange als „Reiniger“ des Gehirns galten, eine Schlüsselrolle bei der Speicherung von Erinnerungen spielen könnten.

Astrozyten könnten der Schlüssel zur enormen Gedächtniskapazität des Gehirns sein. (Quelle: SciTechDaily)

Wissenschaftler gehen seit langem davon aus, dass Neuronen, die elektrische Impulse abgeben, für Gedächtnis und Denken von zentraler Bedeutung sind. Doch das menschliche Gehirn enthält auch Milliarden von Astrozyten, sternförmigen Strukturen mit Verzweigungen, die sich zu Millionen von Synapsen erstrecken.

Bisher ging man davon aus, dass Astrozyten vor allem eine unterstützende Funktion haben: Sie liefern Nährstoffe und sorgen für eine stabile chemische Umgebung. Dem neuen Modell des MIT-Teams zufolge könnten diese Zellen jedoch aktiv an der Kodierung von Erinnerungen beteiligt sein.

Der Durchbruch in der Forschung ist das Modell des „dichten assoziativen Gedächtnisses“, das es dem Nervensystem ermöglicht, deutlich größere Informationsmengen zu speichern als herkömmliche neuronale Netzwerke. Dank ihrer Fähigkeit, viele Neuronen gleichzeitig zu verbinden, werden Astrozyten zum zentralen biologischen Faktor, der zur Realisierung dieses Modells beiträgt. Anstatt wie Neuronen elektrische Signale zu übertragen, kommunizieren Astrozyten über Kalziumsignale und können zudem spezielle Transmittermoleküle (Gliotransmitter) an den Synapsen freisetzen.

Das Modell des MIT zeigt, dass ein Netzwerk aus Neuronen und Astrozyten große Mengen an Gedächtnismustern speichern kann, da jeder Astrozyten als unabhängige Verarbeitungseinheit behandelt wird. Nicht nur die Kapazität ist höher, das System verbraucht auch weniger Energie – ein potenzieller Vorteil für Anwendungen in der künstlichen Intelligenz.

„Obwohl die Neurowissenschaft die Inspiration für die KI war, hatten die Fortschritte auf diesem Gebiet in den letzten 50 Jahren wenig Einfluss auf die Entwicklung der modernen künstlichen Intelligenz“, sagte Professor Jean-Jacques Slotine, der glaubt, dass diese Forschung einer der ersten Beiträge zur KI sein könnte, der direkt auf neuenEntdeckungen in der Neurowissenschaft beruht.

Das Modell erweitert nicht nur unser Verständnis davon, wie das Gehirn Erinnerungen speichert, sondern eröffnet auch neue Wege für die Forschung im Bereich der künstlichen Intelligenz. Die Veränderung der Vernetzung der „Verarbeitungseinheiten“ im Astrozytennetzwerk verspricht die Entwicklung von Modellen, die vielfältigen Zwecken dienen können – vom Aufbau komplexer assoziativer Erinnerungen bis zur Simulation von Aufmerksamkeitsmechanismen in großen Sprachmodellen (LLMs).

Quelle: https://baoquocte.vn/phat-hien-moi-ve-te-bao-luu-giu-tri-nho-316770.html