Timp de decenii, cultura pop a încadrat procesul nostru de luare a deciziilor ca pe un meci de cuști între creierul rece, rațional, 'logic' și creierul impulsiv, antic, 'de șopârlă'. Dar conform noilor cercetări, asta e la fel de precis ca sfatul de stoc dintr-un fursec cu noroc.

Nabil Imam, profesor asistent la Școala de Științe Computaționale și Inginerie de la Georgia Tech și membru al facultății la Institutul pentru Neuroștiințe, Neurotehnologie și Societate (INNS), nu cumpără teoria stratificată a creierului din anii '50. 'Așa nu s-ar gândi un biolog evoluționist la problemă', a spus el, dând foc ușor unei metafore îndrăgite.

Studiul, publicat în Science Advances, sugerează că evoluția creierului nu înseamnă să stivuiești noi regiuni peste cele vechi, ca un turn Jenga neurologic. În schimb, este vorba despre cablare - și o competiție acerbă pentru spațiul limitat al creierului.

Imam și colegii săi au comparat creierele biologice și rețelele neuronale artificiale, descoperind că evoluția ar putea aloca spațiu cerebral între două strategii concurente de cablare: hărți spațiale (ca cele din neocortex, care procesează vederea, sunetul și atingerea) și rețele distribuite de tip 'cod de bare' (ca cele din sistemul limbic, care se ocupă de miros, memorie și emoție). Ambele strategii sunt stabilite înainte de naștere, făcând creierul mai puțin o tablă goală și mai mult un apartament pre-mobilat.

Sistemul limbic - adesea grupat leneș ca 'creierul reptilian' - controlează emoția, dar conține și regiuni pentru memorie, miros, navigație și reglare emoțională. 'De ce grupează oamenii toate aceste regiuni diferite într-un singur sistem mare?' s-a întrebat Imam. Bună întrebare, având în vedere că o teorie din anii '70 nu rezistă exact la apă.

Cercetătorii au examinat cum variază sistemul limbic și neocortexul împreună la 182 de specii. Au găsit un model clar: când o parte a sistemului limbic era relativ mare, și alte regiuni limbice erau mari, în timp ce neocortexul se micșora. Aceasta sugerează o expansiune coordonată, nu o evoluție independentă.

Pentru a testa ce determină acest lucru, au folosit modele de inteligență artificială. Rețelele cu conexiuni spațiale localizate excelau la vedere, sunet și atingere, în timp ce rețelele distribuite de tip 'cod de bare' erau mai bune pentru miros și memorie. Apoi, au creat o rețea multimodală în care ambele sisteme concurau pentru 'proprietate imobiliară'. Când mediul simulat recompensa mirosul, sistemul distribuit se extindea și neocortexul se micșora; când vederea era favorizată, se întâmpla invers.

Acest compromis explică ciudățenii din lumea reală: tatuul cu nouă benzi, o creatură dependentă de miros, se mândrește cu un sistem limbic mare, în timp ce maimuța veveriță, care se bazează pe vedere, are un creier cu neocortex proeminent.

Implicațiile se extind dincolo de biologie. Dacă inginerii pot imita această arhitectură pre-cablată în inteligența artificială, ar putea construi sisteme care învață mai mult ca creierele biologice, necesitând mai puține date și energie. 'Rețelele neuronale artificiale de astăzi sunt antrenate cu cantități vaste de date - este vorba despre creștere', a spus Imam. 'Dar creierul nu este o tablă goală... Este un amestec de natură și creștere, iar natura este acea arhitectură pre-cablată.'

Această lucrare, o colaborare cu Universitatea Cornell și susținută de Fundația Națională pentru Știință, sugerează că evoluția creierului este mai puțin despre urcarea unei scări a logicii și mai mult despre mutarea resurselor într-un joc de trage-firul neural. Și aceasta este o metaforă pe care o putem susține.