[ad_1]
Otak manusia menggunakan lebih banyak energi daripada organ lain di tubuh, membutuhkan sebanyak 20% dari total energi tubuh. Meskipun ini mungkin terdengar sangat banyak, jumlah energinya akan lebih tinggi lagi jika otak tidak dilengkapi dengan cara yang efisien untuk mewakili hanya informasi yang paling penting dalam arus rangsangan yang luas dan konstan yang diambil oleh panca indera. Hipotesis tentang bagaimana ini bekerja, yang dikenal sebagai pengkodean yang efisien, pertama kali diusulkan pada 1960-an oleh ilmuwan visi Horace Barlow.
Sekarang, penelitian baru dari Sekolah Internasional Studi Lanjutan (Sissa) dan universitas Pennsylvania memberikan bukti pengkodean informasi visual yang efisien di otak hewan pengerat, menambahkan dukungan untuk teori ini dan perannya dalam persepsi sensorik. Diterbitkan di eLife, hasil ini juga membuka jalan bagi eksperimen yang dapat membantu memahami cara kerja otak dan dapat membantu mengembangkan sistem kecerdasan buatan (AI) baru berdasarkan prinsip serupa.
Gambar olahan yang mewakili jenis gambar yang digunakan dalam penelitian ini. Lanskap alam diubah menjadi gambar biner, yang terbuat dari piksel hitam dan putih, yang didekomposisi menjadi tekstur berbeda yang ditentukan oleh statistik tertentu. Kredit gambar: Eugenio Piasini
Menurut teori informasi—studi tentang bagaimana informasi dikuantifikasi, disimpan, dan dikomunikasikan—sistem sensorik yang efisien seharusnya hanya mengalokasikan sumber daya untuk bagaimana ia mewakili, atau mengkodekan, fitur lingkungan yang paling informatif. Untuk informasi visual, ini berarti hanya mengkodekan fitur paling berguna yang dideteksi mata kita saat mengamati dunia di sekitar kita.
Vijay Balasubramanian, seorang ahli saraf komputasi di Penn, telah mengerjakan topik ini selama dekade terakhir. “Kami menganalisis ribuan gambar lanskap alam dengan mengubahnya menjadi gambar biner, terdiri dari piksel hitam dan putih, dan menguraikannya menjadi tekstur berbeda yang ditentukan oleh statistik tertentu,” katanya. “Kami memperhatikan bahwa berbagai jenis tekstur memiliki variabilitas yang berbeda di alam, dan subjek manusia lebih baik dalam mengenali tekstur yang paling bervariasi. Seolah-olah otak kita menetapkan sumber daya di tempat yang paling diperlukan.”
Untuk menentukan bagaimana proses ini bekerja pada hewan pengerat, Riccardo Caramellino dari SISSA, penulis pertama studi tersebut, bersama dengan Andrea Buccellato dan Anna Carboncino, melatih hewan pengerat untuk membedakan gambar bertekstur biner, mirip dengan bagaimana jenis studi ini dilakukan pada manusia. Para peneliti kemudian menganalisis hasil mereka menggunakan model matematis dari “pengamat ideal” yang dikembangkan oleh Eugenio Piasini, salah satu penulis makalah yang melakukan penelitian ini sebagai rekan pascadoktoral di Penn’s Inisiatif Ilmu Saraf Komputasi dan sekarang menjadi asisten profesor di SISSA.
Para peneliti menemukan bahwa tikus paling sensitif terhadap tekstur yang juga bervariasi di alam, menunjukkan bahwa otak beradaptasi dengan kondisi lingkungan dan siap untuk mendeteksi perbedaan yang secara alami lebih umum. “Kami telah menemukan, pada hewan pengerat, pola kepekaan persepsi untuk tekstur visual yang konsisten dengan pengkodean yang efisien dan sama dengan yang sebelumnya diamati pada manusia, terlepas dari jarak filogenetik antara spesies ini. Hasil ini menunjukkan bahwa pengkodean tekstur yang efisien dapat menjadi prinsip universal dalam penglihatan, ”kata Zoccolan.
Para peneliti mengatakan bahwa temuan ini juga dapat membuka jalan bagi jenis eksperimen baru untuk lebih memahami mekanisme saraf di balik proses mendasar ini; pekerjaan ini juga dapat mendukung pengembangan dan pelatihan AI dan sistem penglihatan buatan.
Sumber: universitas Pennsylvania
[ad_2]
