Otak Anda Adalah ‘Mesin Prediksi’ Hemat Energi
Science

Otak Anda Adalah ‘Mesin Prediksi’ Hemat Energi

Bagaimana otak kita, jaringan seberat tiga pon yang terbungkus dalam tengkorak bertulang, menciptakan persepsi dari sensasi adalah misteri yang sudah lama ada. Bukti berlimpah dan penelitian berkelanjutan selama beberapa dekade menunjukkan bahwa otak tidak bisa begitu saja mengumpulkan informasi sensorik, seolah-olah sedang menyusun teka-teki jigsaw, untuk melihat sekelilingnya. Hal ini dibuktikan dengan fakta bahwa otak dapat mengkonstruksi pemandangan berdasarkan cahaya yang masuk ke mata kita, bahkan ketika informasi yang masuk berisik dan ambigu.

Akibatnya, banyak ahli saraf beralih ke pandangan otak sebagai “mesin prediksi.” Melalui pemrosesan prediktif, otak menggunakan pengetahuan sebelumnya tentang dunia untuk membuat kesimpulan atau menghasilkan hipotesis tentang penyebab informasi sensorik yang masuk. Hipotesis itu—dan bukan input sensorik itu sendiri—menimbulkan persepsi di mata pikiran kita. Semakin ambigu input, semakin besar ketergantungan pada pengetahuan sebelumnya.

“Keindahan kerangka pemrosesan prediktif [is] bahwa ia memiliki kapasitas yang sangat besar—terkadang kritikus mungkin mengatakan terlalu besar—untuk menjelaskan banyak fenomena berbeda dalam banyak sistem berbeda,” kata Floris de Lange, ahli saraf di Predictive Brain Lab dari Radboud University di Belanda.

Namun, bukti ilmu saraf yang berkembang untuk gagasan ini sebagian besar bersifat tidak langsung dan terbuka untuk penjelasan alternatif. “Jika Anda melihat ke dalam ilmu saraf kognitif dan pencitraan saraf pada manusia, [there’s] banyak bukti—tetapi bukti tidak langsung yang sangat implisit,” kata Tim Kietzmann dari Radboud University, yang penelitiannya terletak di area interdisipliner pembelajaran mesin dan ilmu saraf.

Jadi para peneliti beralih ke model komputasi untuk memahami dan menguji gagasan otak prediktif. Ahli saraf komputasi telah membangun jaringan saraf tiruan, dengan desain yang terinspirasi oleh perilaku neuron biologis, yang belajar membuat prediksi tentang informasi yang masuk. Model-model ini menunjukkan beberapa kemampuan luar biasa yang tampaknya meniru otak asli. Beberapa eksperimen dengan model ini bahkan mengisyaratkan bahwa otak harus berevolusi sebagai mesin prediksi untuk memenuhi batasan energi.

Dan ketika model komputasi berkembang biak, ahli saraf yang mempelajari hewan hidup juga menjadi lebih yakin bahwa otak belajar menyimpulkan penyebab input sensorik. Sementara detail yang tepat tentang bagaimana otak melakukan ini tetap kabur, sapuan kuas yang luas menjadi lebih jelas.

Inferensi Bawah Sadar dalam Persepsi

Pemrosesan prediktif mungkin tampak pada awalnya seperti mekanisme persepsi yang kompleks secara berlawanan, tetapi ada sejarah panjang para ilmuwan beralih ke sana karena penjelasan lain tampaknya kurang. Bahkan seribu tahun yang lalu, astronom dan matematikawan Arab Muslim Hasan Ibn Al-Haytham menyoroti bentuk itu dalam karyanya. Buku Optik untuk menjelaskan berbagai aspek penglihatan. Ide tersebut mendapat kekuatan pada tahun 1860-an, ketika fisikawan dan dokter Jerman Hermann von Helmholtz berpendapat bahwa otak menyimpulkan penyebab eksternal dari input sensorik yang masuk daripada membangun persepsi “bottom up” dari input tersebut.

Helmholtz menguraikan konsep “inferensi tidak sadar” ini untuk menjelaskan persepsi bi-stabil atau multi-stabil, di mana sebuah gambar dapat dirasakan dalam lebih dari satu cara. Ini terjadi, misalnya, dengan citra ambigu yang terkenal yang dapat kita lihat sebagai bebek atau kelinci: Persepsi kita terus berpindah-pindah di antara dua citra hewan. Dalam kasus seperti itu, Helmholtz menegaskan bahwa persepsi harus merupakan hasil dari proses inferensi top-down yang tidak disadari tentang penyebab data sensorik karena gambar yang terbentuk di retina tidak berubah.

Selama abad ke-20, psikolog kognitif terus membangun kasus bahwa persepsi adalah proses konstruksi aktif yang menarik input sensorik bottom-up dan input konseptual top-down. Upaya tersebut memuncak dalam sebuah makalah tahun 1980 yang berpengaruh, “Perceptions as Hypotheses,” oleh mendiang Richard Langton Gregory, yang berpendapat bahwa ilusi persepsi pada dasarnya adalah tebakan otak yang salah tentang penyebab kesan sensorik. Sementara itu, ilmuwan visi komputer tersandung dalam upaya mereka menggunakan rekonstruksi bottom-up untuk memungkinkan komputer melihat tanpa model “generatif” internal untuk referensi.

Posted By : totobet