أوركسترا في أول بروفة بدون قائد. الكمان يدخل في غير موضعه، وآلات النفخ تتأخر، وبدلاً من السيمفونية نسمع نشازًا. هذا تقريبًا ما يفعله النموذج الحاسوبي للدماغ عندما تُزال منه خلايا خاصة تُعرف بخلايا فون إيكونومو العصبية. هذه خلايا كبيرة مغزلية الشكل (بحجم خليتين أو ثلاث خلايا عادية)، تعيش في المناطق المسؤولة عن التواصل وفهم الآخرين، وتختفي بشكل غامض في بعض الأمراض.

في الدراسة الجديدة، بنى علماء الأعصاب شبكة عصبية مبسطة للتعلم العميق في التصوير الطبي من 2000 خلية، منها 40 فقط كانت "قائدة". دُرِّبت الشبكة على تمييز نوعين من الإشارات، تمامًا مثل التمييز بين قطة وكلب. مع القادة، نجح التعلم في 49 حالة من أصل 50. وعند إزالتهم، توقفت الشبكة في 15 حالة من أصل 50: كل ثالث "دماغ" فشل في التعلم تمامًا.

لماذا يحدث هذا؟ تتواصل الخلايا العصبية العادية في الشبكة عبر حلقات التغذية الراجعة، وقد تضعف الإشارة أو تنفجر، وهو ما يسميه علماء الرياضيات "عدم استقرار جاكوبي". تخلق خلايا فون إيكونومو مسارًا جانبيًا مباشرًا تمر عبره إشارة التعلم دون تشويه، مثل ساعي يحمل حقيبة مهمة في مسار مخصص، متجاوزًا الازدحام.

عند اكتمال التعلم، لم يعد القادة ضروريين: تعمل الشبكة بدونهم. ومع ذلك، في 4 من أصل 20 شبكة، انخفض الأداء بشكل حاد، ويبدو أنها أصبحت "معتمدة" على المسار الجانبي. هذا يشبه السقالات: فهي ضرورية أثناء بناء المبنى، لكن المبنى المكتمل يقف بمفرده.

هذه الهشاشة في التعلم تفسر لماذا تتطور المهارات الاجتماعية لدى الأشخاص المصابين بالتوحد، حيث تكون هذه الخلايا أقل عددًا، بشكل متفاوت جدًا، من شبه طبيعية إلى ضعيفة بشدة. يتنبأ النموذج الرياضي بأنه في الأدمغة المصغرة المزروعة في المختبر مع إزالة خلايا فون إيكونومو، سيفشل التعلم بشكل عشوائي، ويمكن اختبار ذلك في المختبر.