Onlarca yıldır popüler kültür, karar verme sürecimizi serin ve mantıklı 'mantık beyni' ile dürtüsel ve kadim 'kertenkele beyni' arasında bir kafes maçı gibi çerçeveledi. Ancak yeni araştırmalara göre bu, bir kurabiye falının hisse senedi tavsiyesi kadar doğru.

Georgia Tech Bilgisayar Bilimi ve Mühendisliği Okulu'nda yardımcı doçent ve Sinirbilim, Nöroteknoloji ve Toplum Enstitüsü (INNS) öğretim üyesi olan Nabil Imam, 50'lerin katmanlı beyin teorisini satın almıyor. "Evrimsel bir biyolog soruna böyle yaklaşmaz," dedi ve sevilen bir metaforu kibarca ateşe verdi.

Science Advances'te yayınlanan çalışma, beyin evriminin yeni bölgeleri eskilerin üzerine istiflemekle ilgili olmadığını, nörolojik bir Jenga kulesi gibi olmadığını öne sürüyor. Bunun yerine, kablolama ve sınırlı beyin alanı için şiddetli bir rekabetle ilgili.

Imam ve meslektaşları biyolojik beyinleri ve yapay sinir ağlarını karşılaştırdılar ve evrimin beyin alanını iki rakip kablolama stratejisi arasında tahsis edebileceğini buldular: mekansal haritalar (görme, ses ve dokunmayı işleyen neokortekstekiler gibi) ve dağıtılmış 'barkod tarzı' ağlar (koku, hafıza ve duyguyu yöneten limbik sistemdekiler gibi). Her iki strateji de doğumdan önce kurulur, bu da beyni boş bir sayfadan çok önceden döşenmiş bir apartman dairesi yapar.

Limbik sistem - genellikle tembelce 'sürüngen beyin' olarak bir araya toplanır - duyguyu kontrol eder, ancak aynı zamanda hafıza, koku, yön bulma ve duygusal düzenleme için bölgeler içerir. "Neden insanlar tüm bu farklı bölgeleri tek bir büyük sistemde topluyor?" diye merak etti Imam. 70'lerin bir teorisinin pek de su tutmadığı düşünülürse, iyi bir soru.

Araştırmacılar, limbik sistem ve neokorteksin 182 türde birlikte nasıl değiştiğini incelediler. Net bir desen buldular: limbik sistemin bir kısmı nispeten büyük olduğunda, diğer limbik bölgeler de büyüktü, neokorteks ise küçülüyordu. Bu, bağımsız evrim değil, koordineli genişlemeyi gösteriyor.

Bunu neyin yönlendirdiğini test etmek için yapay zeka modelleri kullandılar. Yerel, mekansal bağlantılara sahip ağlar görme, ses ve dokunmada başarılıydı; dağıtılmış 'barkod' ağlar ise koku ve hafıza için daha iyiydi. Ardından, her iki sistemin de 'emlak' için rekabet ettiği çok modlu bir ağ oluşturdular. Simüle edilen ortam kokuyu ödüllendirdiğinde, dağıtılmış sistem genişledi ve neokorteks küçüldü; görme tercih edildiğinde ise tam tersi oldu.

Bu takas, gerçek dünyadaki tuhaflıkları açıklıyor: kokuya bağımlı bir yaratık olan dokuz bantlı armadillo, büyük bir limbik sisteme sahipken, görmeye dayanan sincap maymunu neokorteks ağırlıklı bir beyne sahip.

Etkileri biyolojinin ötesine uzanıyor. Mühendisler bu önceden kablolanmış mimariyi yapay zekada taklit edebilirlerse, biyolojik beyinlere daha çok benzeyen, daha az veri ve enerji gerektiren sistemler inşa edebilirler. "Günümüzün yapay sinir ağları büyük miktarda veriyle eğitiliyor - bu yetiştirme ile ilgili," dedi Imam. "Ama beyin boş bir sayfa değil... Doğa ve yetiştirmenin bir karışımı ve doğa, önceden kablolanmış mimaridir."

Cornell Üniversitesi ile işbirliği içinde ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bu çalışma, beyin evriminin mantık merdiveni tırmanmakla değil, nöral bir halat çekme yarışında kaynakları kaydırmakla ilgili olduğunu gösteriyor. Ve bu, arkasında durabileceğimiz bir metafor.