Mahakarya Biologis – Evolusi membuat otak manusia berperilaku seperti superkomputer

Para ilmuwan telah menemukan bahwa otak manusia secara inheren menggunakan inferensi Bayesian, sebuah metode statistik yang menggabungkan pengetahuan sebelumnya dengan bukti baru, untuk menafsirkan rangsangan visual. Penelitian ini menunjukkan bahwa pemahaman mekanisme ini dapat memajukan bidang-bidang seperti kecerdasan buatan dan ilmu saraf klinis.

Para ilmuwan kini memiliki model matematika yang sangat mencerminkan cara otak manusia menafsirkan data visual.

Para peneliti menekankan bahwa otak manusia secara alami dilengkapi untuk melakukan perhitungan tingkat lanjut, mirip dengan komputer berkekuatan tinggi, untuk memahami dunia melalui proses yang dikenal sebagai inferensi Bayesian.

Dalam sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan di Komunikasi Alampeneliti dari Universitas SydneyUniversitas Queensland dan Universitas Cambridge telah mengembangkan model matematika komprehensif yang mencakup semua komponen yang diperlukan untuk melakukan inferensi Bayesian.

Dr.Robin Rideau. Kredit: Robin Rideau

Inferensi Bayesian adalah metode statistik yang menggabungkan pengetahuan sebelumnya dengan bukti baru untuk membuat tebakan yang cerdas. Misalnya, jika Anda mengetahui rupa seekor anjing dan melihat hewan berbulu berkaki empat, Anda dapat menggunakan pengetahuan Anda sebelumnya untuk menebak bahwa itu adalah seekor anjing.

Kemampuan bawaan ini memungkinkan manusia menafsirkan lingkungan dengan akurasi dan kecepatan luar biasa, tidak seperti mesin yang dapat diakali dengan tindakan keamanan CAPTCHA sederhana ketika diminta untuk mengidentifikasi hidran kebakaran di panel gambar.

“Meskipun pendekatan Bayesian memiliki daya tarik konseptual dan penjelasan, cara otak menghitung probabilitas sebagian besar masih misterius,” kata pemimpin peneliti Dr Robin Riddo, dari Fakultas Psikologi Universitas Sydney.

“Studi baru kami menyoroti teka-teki ini. Kami telah menemukan bahwa infrastruktur dan koneksi dalam sistem visual otak kita diatur sedemikian rupa sehingga memungkinkannya melakukan inferensi Bayesian pada data sensorik yang diterimanya.

“Apa yang membuat penemuan ini penting adalah konfirmasi bahwa otak kita memiliki desain bawaan yang memungkinkan adanya bentuk pemrosesan canggih ini, yang memungkinkan kita menafsirkan lingkungan sekitar dengan lebih efektif.”

Hasil studi ini tidak hanya mengkonfirmasi teori yang ada tentang penggunaan inferensi Bayesian oleh otak, namun membuka pintu bagi penelitian dan inovasi baru, di mana kemampuan alami otak untuk inferensi Bayesian dapat dimanfaatkan untuk aplikasi praktis yang bermanfaat bagi masyarakat.

“Penelitian kami, meskipun fokus utamanya pada persepsi visual, memiliki implikasi yang lebih luas di seluruh spektrum ilmu saraf dan psikologi,” kata Dr. Rideau.

“Dengan memahami mekanisme dasar yang digunakan otak untuk memproses dan menafsirkan data sensorik, kita dapat membuka jalan bagi kemajuan di berbagai bidang mulai dari kecerdasan buatan, di mana meniru fungsi otak dapat merevolusi… Pembelajaran mesinuntuk ilmu saraf klinis, dan kemungkinan akan memberikan strategi baru untuk intervensi terapeutik di masa depan.

Tim peneliti, yang dipimpin oleh Dr. William Harrison, membuat penemuan ini dengan merekam aktivitas otak para sukarelawan saat mereka secara pasif menonton acara, yang dirancang untuk memperoleh sinyal saraf spesifik yang terkait dengan pemrosesan visual. Mereka kemudian menciptakan model matematika untuk membandingkan serangkaian hipotesis yang bersaing tentang bagaimana otak manusia merasakan penglihatan.

Referensi: “Penyetelan saraf menciptakan ekspektasi sebelumnya dalam sistem visual manusia” oleh William J. Harrison, Paul M. Bays, dan Reuben Rideaux, 1 September 2023, Komunikasi Alam.
doi: 10.1038/s41467-023-41027-s