Organização e Processamento de Informação no Córtex a partir de Agrupamentos Sucessivos de Padrões

O presente trabalho parte de uma série de observações para, com base nelas, apresentar uma proposta de um panorama geral da organização do córtex dos mamíferos, bem como alguns dos possíveis mecanismos utilizados no processamento de informação sensorial realizado no córtex. Primeiramente, é feita a análise de um conjunto de dados de conectividade recentemente publicado para o córtex de macacos, revelando aspectos inéditos acerca da comunicação entre áreas corticais. Além disso, é feito um agrupamento dessa rede em comunidades de arestas que permite um melhor entendimento dos fluxos principais de informação ocorrendo no córtex. Em seguida, um modelo inspirado no processamento sensorial do córtex é proposto para o aprendizado online de padrões a partir do agrupamento progressivo de símbolos presentes em sequências como texto e música simbólica. Esse modelo é aplicado à tarefa de codificação, dando origem a um compressor universal responsável pelas melhores taxas de compressão de texto já alcançadas até hoje. Uma segunda aplicação do modelo é apresentada que permite o agrupamento não-supervisionado de livros e músicas. Ambas as aplicações fazem uso de estruturas para organização dos padrões descobertos que sugerem maneiras com as quais a memória poderia ser armazenada e acessada no cérebro. Por fim, observamos que todos os nossos resultados relacionam-se, direta ou indiretamente, à tarefa de agrupamento, ou clustering—ao longo do texto, agrupamos áreas corticais, símbolos e padrões, com cada tipo de agrupamento fornecendo sugestões úteis a respeito do funcionamento do córtex—, o que parece apontar tal tarefa como um fenômeno central no processamento e organização corticais. Essa ideia é discutida ao final do trabalho e algumas conjecturas são feitas a respeito da própria evolução do córtex como tendo sido orientada pela tarefa de agrupamento.