Чтобы узнать о мире, любое животное должно делать больше, чем просто обращать внимание на свое окружение: ему также необходимо знать, какие образы, звуки и ощущения в его окружении наиболее важны, и следить за тем, как важность этих деталей меняется. время. Однако то, как люди и другие животные отслеживают эти детали, остается загадкой. Однако недавно биологи из Стэнфордского университета сообщили, что, по их мнению, они открыли, как животные классифицируют эти детали основного восприятия (Zhu et al. 2018)
Есть область мозга, которая называется паравентрикулярный таламус , или PVT, который служит своего рода привратником, следя за тем, чтобы мозг выявлял и отслеживал важные детали ситуации.
Хотя в настоящее время исследование ограничено мышами, результаты могут однажды помочь исследователям лучше понять, как люди учатся или даже помогают лечить наркозависимость.
Как мозг решает, чему учиться?
В своей основной форме, обучение сводится к обратной связи между стимулами . Например, если у вас болит голова и вы принимаете лекарство, логичнее всего надеяться, что боль пройдет. Если это произойдет таким образом, вы, скорее всего, примете это лекарство в следующий раз, когда у вас начнет болеть голова. Но если вы ошибаетесь, вы будете пробовать что-нибудь еще, пока стимул не удовлетворится.
Точно так же психологи и нейробиологи тщательно изучили этот аспект обучения и даже проследили его до определенных частей мозга, которые обрабатывают обратную связь и стимулируют обучение. Тем не менее, эта картина обучения неполна.
Даже в относительно простых лабораторных экспериментах, не говоря уже о жизни в реальном мире, людям и другим животным необходимо выяснить, чему учиться , (исходя из любопытства) по сути, что такое обратная связь, а что - шум. Однако, несмотря на эту необходимость, психологи и нейробиологи не уделяют этому вопросу должного внимания.
Изучите, как мозг учится
Ученые научили мышей ассоциировать определенные запахи с хорошими и плохими результатами. Один запах указывал на то, что приближается глоток воды, а другой указывал на то, что мышь собиралась получить струю воздуха на лицо. Позже исследователи заменили дуновение воздуха легким ударом электрическим током, что, по-видимому, потребовало бы большего внимания. Затем команда обнаружила, что нейроны в PVT отслеживают это изменение.
Теперь, во время фазы вдыхания воздуха, две трети нейронов PVT реагировали на оба запаха, в то время как дополнительные 30% активировались только сигналом запаха воды. То есть на этом этапе PVT реагировал как на хорошие, так и на плохие результаты, но был более сильным ответом на хорошие. Во время фазы электрического разряда: однако масштаб изменился; почти все нейроны PVT ответили на шок, в то время как примерно три четверти ответили как на хорошие, так и на плохие результаты.
Аналогичное изменение произошло, когда мышей наполнили водой. И теперь, когда вода имела меньшее значение для мышей, PVT был менее чувствителен к воде и более чувствителен к вдыханию воздуха, что означает, что он стал более чувствительным к плохим результатам и меньше к хорошим.
Взятые вместе, результаты показали, что PVT отслеживает то, что было наиболее важным в то время: хороший результат, когда он перевешивает плохой, и наоборот.
Как контролировать обучение
По словам ученых, результаты этого исследования указывают на несколько более широких выводов. Возможно, наиболее важно то, что другим исследователям теперь есть куда смотреть и исследовать: PVT. Таким образом, когда они захотят изучить это явление, они смогут обратить внимание на различные детали, на то, как оно влияет и чему учатся животные.
В этом смысле у нейробиологов теперь есть новый способ контроль обучения . Фактически, в дополнительных экспериментах с мышами, генетически модифицированными так, чтобы команда могла отслеживать активность PVT с помощью света, исследователи обнаружили, что они могут препятствовать или улучшать обучение; например, они могли быстрее научить мышей, что один запах больше не является надежным сигналом или что другой запах изменился с сигнала воды на сигнал слива.
Наконец, результаты могут указывать на новые способы модуляции обучения . В настоящее время у мышей путем стимуляции или подавления активности PVT, в зависимости от ситуации. Они также указывают на то, что в долгосрочной перспективе способы помочь в лечении наркозависимости , помогая наркоманам забыть о связи между приемом наркотиков и последующей эйфорией.
Справка
- Чжу, Ю., Нахтраб, Г., Пайпер, К., Аллен, В., Луо, Л., Чен, X. (2018). Обработка динамической значимости в ассоциативном обучении ворот паравентрикулярного таламуса. Научная статья . DOI: 10.1126 / science.aat0481
