Um etwas über die Welt zu lernen, muss jedes Tier mehr tun, als nur auf seine Umgebung zu achten: Es muss auch wissen, welche Anblicke, Geräusche und Empfindungen in seiner Umgebung am wichtigsten sind, und beobachten, wie sich die Bedeutung dieser Details ändert Zeit. Allerdings bleibt es ein Rätsel, wie Menschen und andere Tiere diese Details aufspüren. Kürzlich haben Biologen der Stanford University jedoch berichtet, dass sie glauben, herausgefunden zu haben, wie Tiere diese Details der grundlegenden Wahrnehmung klassifizieren (Zhu et al. 2018).
Es gibt eine Region des Gehirns namens der paraventrikuläre Thalamus , oder PVT, das als eine Art Torwächter dient und dafür sorgt, dass das Gehirn die wesentlichen Details einer Situation erkennt und verfolgt.
Obwohl sich die Forschung derzeit auf Mäuse beschränkt, könnten die Ergebnisse eines Tages den Forschern helfen, besser zu verstehen, wie Menschen lernen, oder sogar bei der Behandlung von Drogenabhängigkeit helfen.
Wie entscheidet das Gehirn, was es lernt?
In seiner grundlegendsten Form, Beim Lernen kommt es auf die Rückmeldung zwischen den Reizen an . Wenn Sie beispielsweise Kopfschmerzen haben und ein Medikament einnehmen, ist es am logischsten zu hoffen, dass die Schmerzen verschwinden. Wenn dies der Fall ist, werden Sie höchstwahrscheinlich dieses Medikament einnehmen, wenn Sie das nächste Mal Kopfschmerzen haben. Wenn Sie sich jedoch irren, werden Sie etwas anderes versuchen, bis der Reiz befriedigt wird.
In ähnlicher Weise haben Psychologen und Neurowissenschaftler diesen Aspekt des Lernens ausführlich untersucht und ihn sogar auf bestimmte Teile des Gehirns zurückgeführt, die Feedback verarbeiten und das Lernen vorantreiben. Dennoch ist dieses Bild des Lernens unvollständig.
Selbst in relativ einfachen Laborexperimenten, ganz zu schweigen vom Leben in der realen Welt, müssen Menschen und andere Tiere dies tun Finden Sie heraus, woraus Sie lernen können , (basierend auf Neugier) im Wesentlichen, was Rückkopplung und was Rauschen ist. Trotz dieser Notwendigkeit ist dies jedoch ein Thema, dem Psychologen und Neurowissenschaftler nicht so viel Aufmerksamkeit geschenkt haben.
Studie darüber, wie das Gehirn lernt
Die Wissenschaftler brachten den Mäusen bei, bestimmte Gerüche mit guten und schlechten Ergebnissen zu assoziieren. Ein Geruch deutete darauf hin, dass ein Schluck Wasser kommen würde, während ein anderer darauf hindeutete, dass die Maus gleich einen Luftstoß ins Gesicht bekommen würde. Später ersetzten die Forscher den Luftstoß durch einen leichten Stromschlag, was vermutlich etwas mehr Aufmerksamkeit erfordern würde. Als nächstes stellte das Team fest, dass Neuronen im PVT diese Veränderung verfolgten.
Während der Luftinhalationsphase reagierten nun zwei Drittel der PVT-Neuronen auf beide Gerüche, während weitere 30 % nur durch den Geruch des Wassersignals aktiviert wurden. Das heißt, dass die PVT in dieser Phase sowohl auf gute als auch auf schlechte Ergebnisse reagierte, die Reaktion auf gute Ergebnisse jedoch stärker ausfiel. Während der elektrischen Entladungsphase änderte sich jedoch der Maßstab; Fast alle PVT-Neuronen reagierten auf Schock, während etwa drei Viertel sowohl auf gute als auch auf schlechte Ergebnisse reagierten.
Eine ähnliche Veränderung trat auf, als sich die Mäuse mit Wasser füllten. Und da Wasser für die Mäuse nun weniger wichtig war, reagierte der PVT weniger empfindlich auf Wasser und empfindlicher auf das Einatmen von Luft, was bedeutet, dass er empfindlicher auf schlechte Ergebnisse reagierte und weniger auf gute.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass der PVT das verfolgt, was damals am wichtigsten war: das gute Ergebnis, wenn es die schlechten überwiegt, und umgekehrt.
Wie man das Lernen kontrolliert
Die Ergebnisse dieser Studie deuten nach Ansicht der Wissenschaftler auf mehrere umfassendere Schlussfolgerungen hin. Am wichtigsten ist vielleicht, dass andere Forscher jetzt einen Ort haben, an dem sie suchen und untersuchen können: das PVT. Auf diese Weise können sie bei der Untersuchung dieses Phänomens auf die verschiedenen Details achten, auf seine Auswirkungen und auf das, was die Tiere lernen.
In diesem Sinne haben Neurowissenschaftler nun auch einen neuen Weg gefunden Lernen kontrollieren . Tatsächlich stellten die Forscher in zusätzlichen Experimenten mit gentechnisch veränderten Mäusen fest, dass das Team die PVT-Aktivität mit Licht überwachen konnte, dass sie das Lernen hemmen oder verbessern konnten; Beispielsweise konnten sie Mäusen schneller beibringen, dass ein Geruch nicht mehr zuverlässig signalisiert wurde oder dass sich ein anderer Geruch von einem Signal für Wasser zu einem Signal für Spülung verändert hatte.
Schließlich könnten die Ergebnisse darauf hinweisen neue Wege zur Modulation des Lernens . Derzeit bei Mäusen durch Stimulierung oder Unterdrückung der PVT-Aktivität, je nach Bedarf. Sie deuten auch langfristig darauf hin Möglichkeiten zur Behandlung von Drogenabhängigkeit , indem es Süchtigen hilft, den Zusammenhang zwischen der Einnahme einer Droge und der daraus resultierenden Euphorie zu verlernen.
Referenz
- Zhu, Y., Nachtrab, G., Piper, K., Allen, W., Luo, L., Chen, X. (2018). Dynamische Salienzverarbeitung im paraventrikulären Thalamus steuert assoziatives Lernen. Wissenschaftlicher Artikel . doi: 10.1126 / science.aat0481
