Systém, nazvaný CogLinks, představuje průlom v oblasti výpočetní neurovědy. Nejde jen o další algoritmus umělé inteligence: CogLinks simuluje na základě skutečných biologických dat způsob, jakým se neuronové sítě propojují, spolupracují a soupeří mezi sebou – přesně tak, jak to dělá lidský mozek.

Představte si mozek jako velké shromáždění neuronů. Některé jsou optimistické, jiné opatrné a každé rozhodnutí, které uděláme, je výsledkem průměru těchto „názorů“. Takto vysvětluje princip CogLinks neurovědec Michael Halassa z Tufts University. Podle něj může být výsledek katastrofální, pokud se tato křehká rovnováha naruší. Mozek může začít vidět vzorce tam, kde žádné nejsou, nebo uvíznout v opakujících se chováních – něco, co se děje u poruch, jako je schizofrenie, obsedantně-kompulzivní porucha (OCD) nebo ADHD. „Nejistota je zabudována do struktury mozku,“ říká Halassa. „Když ztratí schopnost s ní pracovat, myšlení se stává strnulým a rozhodování zkresleným.“ 

Na rozdíl od tradičních systémů umělé inteligence, které fungují jako „černé skříňky“, CogLinks ukazuje celý proces učení. Umožňuje pozorovat každý krok, každou chybu a každé nové spojení mezi virtuálními neurony. V jedné z nejzajímavějších simulací vědci oslabili propojení mezi prefrontální kůrou, odpovědnou za plánování a logické myšlení, a mediálně dorzálním thalamem, strukturou, která pomáhá mozku vnímat změny v kontextu. Výsledek byl překvapivý: model se začal učit pomaleji a opakoval automatické vzorce – přesně ten typ chování, který se vyskytuje u pacientů s OCD. „Tato cesta je zásadní pro přizpůsobivost. Když selže, myšlení se zafixuje,“ vysvětluje Halassa.

Aby ověřili, že model skutečně odráží procesy v lidském mozku, tým provedl experiment s dobrovolníky v Německu pomocí mozkového zobrazování (fMRI). Účastníci hráli hru, v níž se pravidla nečekaně měnila – mozek se tedy musel rychle přeorganizovat. Snímky ukázaly, že mediálně dorzální thalamus funguje jako „řídicí panel“ mezi dvěma silami: flexibilním plánováním, které řídí prefrontální kůra, a automatickými návyky, za které odpovídá striatum. „Thalamus je přepínač mezi návykem a flexibilitou,“ shrnuje neurolog Burkhard Pleger, spoluautor studie. „Pomáhá nám rozpoznat, když se kontext změní – a změnit se s ním.“

Vědci věří, že CogLinks otevírá novou éru v oblasti duševního zdraví: algoritmickou psychiatrii. Namísto léčby jednotlivých symptomů se tato přístup snaží porozumět mozkovým mechanismům, které stojí za každou poruchou, a pomocí simulací předvídat a personalizovat léčbu. „Jednou z velkých otázek psychiatrie je, jak propojit genetiku s kognitivními symptomy,“ vysvětluje Mien Brabeeba Wang, doktorandka z MIT a spoluautorka studie. „S modely jako CogLinks dokážeme tyto vztahy mapovat mnohem přesněji.“