O que as vacas bebem? (A Arquitetura Associativa da Memória Humana)

O cérebro possui uma habilidade irreprimível para fazer associações. Isso é bem ilustrado por uma das minhas ilusões favoritas, o efeito McGurk , que demonstra que o que "ouvimos" é fortemente influenciado pelo que vemos. Ao longo de sua vida toda vez que você testemunhou alguém disse que bebê ou baklava você viu seus lábios se juntarem então separada para pronunciar a sílaba "ba". Mesmo que você nunca tenha pensado conscientemente sobre esse fato, seu cérebro o usa para decidir o que está ouvindo. O resultado é o efeito McGurk: muitas vezes "ouviremos" a sílaba "da" se a faixa visual de um vídeo mostrar alguém dizendo "ga", mesmo que o som seja "ba".

A Memória da Web

É difícil exagerar o quanto nossas faculdades mentais confiam na capacidade do cérebro de criar links entre os sons, as vistas, os conceitos e os sentimentos que experimenta. Por exemplo, é através de associações auditivas e visuais que as crianças aprendem a ter sentido do mundo. Você sabe que a palavra gato se refere a uma criatura fofa, esnobe e de quatro patas, porque a mãe insistiu em dizer "olhar para o gatinho" as primeiras trinta e sete vezes você viu um gato. Na verdade, nosso conhecimento factual ( memória semântica ) sobre o mundo depende, em grande parte, da habilidade dos cérebros de detectar associações e armazenar informações de maneira relacional (o significado de um item é definido pelo que está vinculado).

Uma analogia com a World Wide Web é útil. A World Wide Web é uma rede de muitos bilhões de nós (páginas web), cada um dos quais interage (links) de alguma forma com um subconjunto de outros. Quais os nós estão ligados entre si é longe de ser aleatório. Um site sobre o futebol terá links para equipes de futebol, campeonatos e partidas do jogo, mas é improvável que ele se aponte para páginas sobre bosões de Higgs ou hidroponia. A informação parece ser apresentada em nossas próprias redes seguindo princípios semelhantes: conceitos e palavras relacionadas estão ligados entre si. Podemos explorar, em um grau modesto, a estrutura da nossa própria web de memória através da associação gratuita. Quando eu associo livremente com a palavra zebra , meu cérebro retorna animais, preto e branco, listras e África. Gostaria de clicar nos links de uma página da Web, associando-me livremente, lendo os links que meu cérebro estabeleceu entre zebra e outros conceitos. Os psicólogos mapearam os conceitos que normalmente estão associados entre si, pedindo às pessoas que anotem a primeira palavra que aparece na cabeça quando eles são mostrados uma palavra clara . Um desses esforços deu milhares de palavras a milhares de assuntos e desenvolveu uma enorme base de dados de associação gratuita. O resultado pode ser pensado como uma rede semântica composta de milhares de nós, cada um dos quais representa uma palavra e contém links para palavras com as quais está associada. A Figura 1 exibe um pequeno subconjunto dessa rede semântica. Um número captura a força da associação entre pares de palavras, passando de 0 (sem link) para 100, que são representadas pela espessura das linhas. Quando recebeu a palavra BRAIN, 4% das pessoas responderam com a MIND, uma força de associação mais fraca do que BRAIN-HEAD, que foi um enorme 28%. No diagrama não há link direto entre BRAIN e BUG (ninguém pensou em erro quando apresentado com cérebro ). No entanto, dois possíveis caminhos indiretos permitiriam que um "viajar" de CÉREBRO para BUG (como em um inseto) seja mostrado.

FIgure 1. A Memory Web.

Associações no nível sináptico

Não é por acaso que o "hardware" do cérebro, os neurônios e as sinapses, são perfeitamente adequados para construir um dispositivo computacional que capture as associações entre conceitos e eventos relacionados. Cada neurônio no seu córtex pode enviar sinais para milhares de outras através de suas sinapses – os "links" entre os neurônios. Quais os neurônios que estão conectados uns aos outros não são conectados por nossos genes, mas um produto da experiência. Na verdade, o ato de aprender é essencialmente um ato de reconexão de circuitos neurais: criando novas sinapses ou alterando a eficácia de outras já existentes. A evolução até inventou uma "proteína associativa" que contribui para a nossa capacidade de fazer associações ao nível cognitivo. A proteína, um receptor do neurotransmissor glutamato, chamado receptor de NMDA , pode detectar se os neurônios pré-sinápticos (enviando) e pós-sinápticos (receptores) estão ativos ao mesmo tempo. Acredita-se que o receptor NMDA permita que os neurônios se conectem com seus parceiros apropriados, por exemplo, permitindo que os neurônios que representam Zebra e África se tornem dentro de seus circuitos neurais porque esses dois conceitos são freqüentemente usados ​​em conjunto.

Bugs de memória

A arquitetura associativa da memória humana oferece muitos recursos computacionais poderosos. Por exemplo, ao contrário de um computador digital, a memória humana armazena e organiza informações de uma só vez: arquivamento automático de informações de acordo com o que está relacionado. Por esta razão, os seres humanos são muito superiores aos computadores digitais na compreensão do contexto, analisando facilmente a frase "seu cachorro comeu meu cachorro-quente", apesar dos múltiplos significados da palavra cão . No entanto, há uma desvantagem: muitos dos erros do cérebro surgem de sua arquitetura associativa. Devido à forte associação entre o leite e as vacas, devemos suprimir ativamente o desejo de responder leite à questão do que as vacas bebem? A arquitetura associativa do cérebro também leva a erros de memória. Uma vez, entrei numa loja de sapatos e perguntei se eles vendiam jacarés (pensando em "Crocs"). E as pessoas invocam erroneamente o nome errado o tempo todo, mas os erros não são aleatórios: as pessoas sabiam chamar seu namorado ou namorada atual pelo nome de seus ex. A arquitetura associativa do cérebro, juntamente com a interferência maciça entre neurônios, também é provavelmente responsável por viés cognitivos, como o efeito de enquadramento . O que parece melhor opção: uma cirurgia com uma taxa de sobrevivência de 90 por cento ou uma taxa de mortalidade de 10 por cento? Estudos mostram que somos influenciados pela questão de saber se as palavras utilizadas para apresentar informações têm associações positivas ou negativas, e dada a arquitetura associativa do cérebro, como podemos ser de outra forma?