Aby poznawać świat, każde zwierzę musi zrobić coś więcej niż tylko zwracać uwagę na otoczenie: musi także wiedzieć, które widoki, dźwięki i doznania w swoim otoczeniu są najważniejsze, a także monitorować, jak zmienia się znaczenie tych szczegółów w miarę upływu czasu. czas. Jednak sposób, w jaki ludzie i inne zwierzęta śledzą te szczegóły, pozostaje tajemnicą. Jednak niedawno biolodzy z Uniwersytetu Stanforda donieśli, że odkryli, w jaki sposób zwierzęta klasyfikują szczegóły podstawowej percepcji (Zhu i in. 2018).
Istnieje obszar mózgu zwany wzgórze przykomorowe lub PVT, który służy jako swego rodzaju strażnik, pilnujący, aby mózg identyfikował i śledził istotne szczegóły sytuacji.
Chociaż badania ograniczają się na razie do myszy, ich wyniki mogą pewnego dnia pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób ludzie się uczą, a nawet pomóc w leczeniu uzależnienia od narkotyków.
W jaki sposób mózg decyduje, czego się nauczyć?
W najbardziej podstawowej formie uczenie się sprowadza się do sprzężenia zwrotnego między bodźcami . Na przykład, jeśli boli Cię głowa i bierzesz leki, najbardziej logiczną rzeczą jest mieć nadzieję, że ból ustąpi. Jeśli zdarzy się to w ten sposób, najprawdopodobniej zażyjesz ten lek, gdy następnym razem będziesz mieć ból głowy. Jeśli jednak się mylisz, spróbujesz czegoś innego, aż bodziec zostanie zaspokojony.
Podobnie psychologowie i neurobiolodzy szeroko badali ten aspekt uczenia się, a nawet powiązali go z określonymi częściami mózgu, które przetwarzają informacje zwrotne i napędzają uczenie się. Jednak ten obraz uczenia się jest niekompletny.
Nawet w stosunkowo prostych eksperymentach laboratoryjnych, nie wspominając o życiu w prawdziwym świecie, ludzie i inne zwierzęta muszą to robić zastanów się, czego możesz się nauczyć , (w oparciu o ciekawość) zasadniczo, czym jest sprzężenie zwrotne, a czym hałas. Jednak mimo tej potrzeby jest to problematyka, której psychologowie i neurobiolodzy nie poświęcają zbyt wiele uwagi.
Badania nad tym, jak uczy się mózg
Naukowcy nauczyli myszy kojarzyć określone zapachy z dobrymi i złymi wynikami. Jeden zapach wskazywał, że nadchodzi łyk wody, a inny wskazywał, że mysz wkrótce otrzyma podmuch powietrza na twarz. Później badacze zastąpili podmuch powietrza łagodnym porażeniem prądem, co prawdopodobnie wymagało nieco więcej uwagi. Następnie zespół odkrył, że neurony w PVT śledziły tę zmianę.
Teraz, podczas fazy wdychania powietrza, dwie trzecie neuronów PVT zareagowało na oba zapachy, podczas gdy dodatkowe 30% zostało aktywowanych jedynie przez zapach wody. Oznacza to, że w tej fazie PVT reagowało zarówno na dobre, jak i złe wyniki, ale reakcja na dobre była większa. W fazie wyładowania elektrycznego: jednakże skala uległa zmianie; prawie wszystkie neurony PVT zareagowały na szok, podczas gdy około trzy czwarte zareagowało zarówno na dobre, jak i złe wyniki.
Podobna zmiana nastąpiła, gdy myszy napełniły się wodą. A teraz, gdy woda miała dla myszy mniejsze znaczenie, PVT był mniej wrażliwy na wodę i bardziej wrażliwy na wdychanie powietrza, co oznacza, że stał się bardziej wrażliwy na złe wyniki, a mniej na dobre.
Podsumowując, wyniki pokazały, że PVT śledzi to, co było w tamtym momencie najważniejsze: dobry wynik, gdy przeważa nad złym, i odwrotnie.
Jak kontrolować naukę
Zdaniem naukowców wyniki tego badania prowadzą do kilku szerszych wniosków. Być może najważniejsze jest to, że inni badacze mają teraz miejsce, w którym mogą szukać i badać: PVT. W ten sposób, gdy będą chcieli zbadać to zjawisko, będą mogli zwrócić uwagę na różne szczegóły, jego wpływ i to, czego uczą się zwierzęta.
W tym sensie neurobiolodzy mają teraz nowy sposób kontrolowanie uczenia się . W dodatkowych eksperymentach na myszach zmodyfikowanych genetycznie w taki sposób, aby zespół mógł monitorować aktywność PVT za pomocą światła, naukowcy odkryli, że mogą one hamować lub wzmacniać proces uczenia się; na przykład mogli szybciej nauczyć myszy, że jeden zapach nie jest już niezawodnie sygnalizowany lub że inny zapach zmienił się z sygnalizującego wodę na sygnalizujący spłukiwanie.
Wreszcie wyniki mogą na to wskazywać nowe sposoby modulowania uczenia się . Obecnie na myszach, odpowiednio poprzez stymulację lub supresję aktywności PVT. Wskazują również, że w dłuższej perspektywie sposoby pomocy w leczeniu uzależnienia od narkotyków , pomagając osobom uzależnionym oduczyć się związku pomiędzy zażyciem narkotyku a wynikającą z niego euforią.
Numer Referencyjny
- Zhu, Y., Nachtrab, G., Piper, K., Allen, W., Luo, L., Chen, X. (2018). Dynamiczne przetwarzanie istotności w uczeniu asocjacyjnym przykomorowych bram wzgórzowych. Artykuł naukowy . doi: 10.1126 / science.aat0481
