CogLinks: Новаторська модель мозку для прориву в алгоритмічній психіатрії

Спільними зусиллями науковців з Університету Тафтс та їхніх колег із Рурського університету Бохума (Німеччина) була створена інноваційна обчислювальна система, відома як CogLinks. Цей інструмент, який дослідники метафорично порівнюють із «тренажером польоту» для нейронних мереж, надає вченим можливість глибоко аналізувати процеси прийняття рішень та механізми, за допомогою яких мозок коригує поведінку у відповідь на зміну зовнішніх обставин. У статті, опублікованій 16 жовтня 2025 року в авторитетному журналі «Nature Communications», детально описано, як CogLinks успішно імітує ключові когнітивні функції, включаючи навчання, виправлення помилок та адаптацію в нейронних структурах.

На відміну від значної кількості систем штучного інтелекту, які часто працюють за принципом «чорного ящика», CogLinks є біологічно обґрунтованою моделлю. Вона з високою точністю відтворює архітектуру та зв'язки, характерні для справжніх нейронів. Модель здатна не лише демонструвати успішне виконання складних когнітивних завдань, але й імітувати моменти збою цих процесів. Це має вирішальне значення для глибшого розуміння етіології психічних розладів. Завдяки такій прозорості, дослідники можуть з'ясувати, яким чином мозок формує «судження» в умовах невизначеності, що є фундаментом для гнучкої поведінки та свідомого вибору.

Валідація обчислювальної моделі вимагала проведення експериментів за участю добровольців, яким робили функціональну магнітно-резонансну томографію (фМРТ). Учасники виконували завдання, що вимагало миттєвої зміни стратегії після несподіваної зміни правил. Отримані дані фМРТ переконливо підтвердили гіпотези, закладені в CogLinks. Зокрема, було встановлено, що медіодорсальний таламус (зоровий горб) функціонує як своєрідний «пульт управління», забезпечуючи координацію між гнучким плануванням, яке здійснюється префронтальною корою, та автоматичними звичками, що контролюються стріатумом.

Дослідницька група, очолювана професором нейронаук Університету Тафтс, Майклом Халассою, розглядає цю роботу як важливий крок до започаткування ери «алгоритмічної психіатрії». Цей напрямок передбачає використання складних обчислювальних симуляцій для точного визначення біологічних першопричин психічних недуг, що, своєю чергою, дозволить розробляти цілеспрямовані терапевтичні втручання. Професор Халасса акцентував увагу на тому, що кінцева мета полягає в інтеграції біології, обчислювальних методів та клінічної практики для створення більш точного відображення людського розуму. Він підкреслив: «Якщо ми зрозуміємо, як мозок відхиляється від норми, ми зможемо навчитися його переналаштовувати».

Доктор Міен Брабееба Ванг, провідний автор дослідження та докторант Массачусетського технологічного інституту (MIT) у лабораторії Халасси, зазначила, що модель CogLinks може стати ключем до розуміння того, як мутації, пов'язані зі шизофренією, впливають на рецептори по всьому мозку. Ці мутації порушують організацію інформації, критично важливу для гнучкого мислення. Це відкриття пропонує детальний, спостережуваний механізм для вивчення когнітивної гнучкості та її дисфункції. Таким чином, робота відкриває шлях до впровадження більш персоналізованої та ефективної психіатричної допомоги.