Studi tentang jaringan saraf tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang sistem saraf biologis, tetapi juga merangsang pengembangan kecerdasan buatan. Di antara mereka, teori Alexander Bain dan William James seperti landasan berharga, yang telah memberikan dampak mendalam pada cara berpikir kita saat ini. Teori-teori ini menjelaskan bagaimana neuron di otak berinteraksi untuk membentuk perilaku dan ingatan, membuka jalan bagi ilmu saraf dan kecerdasan buatan saat ini.
Jaringan saraf biologis terdiri dari neuron yang saling terhubung yang dapat berinteraksi secara kimiawi atau fungsional. Setiap neuron dapat dihubungkan ke banyak neuron lain, dan jumlah neuron dan koneksi dalam jaringan saraf bisa sangat besar.
Inti dari jaringan saraf biologis terletak pada koneksi antara neuron, yang disebut sinapsis, yang biasanya dihubungkan oleh akson ke dendrit. Mekanisme koneksi ini memungkinkan neuron untuk menyebarkan sinyal listrik dan neurotransmitter, sehingga mengirimkan informasi. Pengoperasian jaringan biologis ini juga telah mengilhami terciptanya jaringan saraf tiruan, yaitu kelas model yang terinspirasi oleh cara sistem saraf biologis memproses data.
Latar belakang sejarah: Kontribusi Bain dan JamesJaringan saraf tiruan telah berhasil diterapkan pada pengenalan suara, analisis gambar, dan kontrol adaptif, serta digunakan secara luas dalam komputer dan robot.
Pada masa-masa awal mempelajari jaringan saraf, Bain dan James sama-sama berpikir mendalam tentang hubungan antara koneksi neuron dan perilaku. Bain percaya bahwa setiap tindakan akan memicu aktivasi neuron tertentu. Saat perilaku tersebut diulang, koneksi antara neuron-neuron ini menguat, membentuk memori. Meskipun komunitas ilmiah skeptis pada saat itu, penelitian saat ini telah membuktikan bahwa meskipun struktur otak sangat kompleks, "kabel" yang sama mampu menangani berbagai masalah.
Teori William James menyatakan bahwa memori dan tindakan disebabkan oleh arus listrik yang mengalir di antara neuron-neuron di otak. Gagasan ini tidak memerlukan koneksi saraf terpisah untuk setiap memori atau tindakan.
Pada intinya, ilmu saraf adalah konstruksi model yang mencerminkan cara kerja sistem biologis. Bidang ini mencakup ilmu saraf teoretis dan komputasional, yang bertujuan untuk membangun koneksi antara proses biologis yang diamati (data), pemrosesan saraf yang masuk akal secara biologis dan mekanisme pembelajaran (model jaringan saraf), dan teori (teori pembelajaran statistik dan teori informasi).
Penelitian terkini tidak hanya berfokus pada sifat listrik neuron, tetapi juga mengeksplorasi efek neuromodulator seperti dopamin, asetilkolin, dan serotonin pada perilaku dan pembelajaran.
Dalam ilmu saraf, banyak model berbeda digunakan untuk menggambarkan berbagai aspek sistem saraf, mulai dari perilaku jangka pendek neuron individual hingga subsistem lengkap yang direpresentasikan oleh modul saraf abstrak. Model-model ini membantu peneliti memahami plastisitas jangka panjang dan jangka pendek sistem saraf serta hubungannya dengan pembelajaran dan memori.
Sebuah studi tahun 2020 menunjukkan bahwa dengan menambahkan koneksi umpan balik yang tepat, koneksi dua arah dapat secara signifikan mempercepat dan meningkatkan komunikasi antara jaringan saraf dalam modul korteks serebral, sehingga menurunkan ambang batas keberhasilan komunikasi. Penemuan ini mengungkap kompleksitas koneksi dalam jaringan saraf dan menyoroti perlunya eksplorasi lebih lanjut tentang arsitektur dan sifat komputasional sistem saraf.
Teori Bain dan James tidak hanya berlanjut hingga hari ini, tetapi juga menjadi landasan penting bagi penelitian jaringan saraf. Dengan terus berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, hubungan antara jaringan saraf tiruan, sebagai model sederhana dari sistem saraf biologis, dan fungsi otak masih menjadi topik yang kontroversial. Di masa mendatang, akankah eksplorasi historis ini membawa kita untuk menemukan rahasia kognitif yang lebih dalam?