För att lära sig om världen måste alla djur göra mer än att bara vara uppmärksamma på sin omgivning: det måste också veta vilka sevärdheter, ljud och förnimmelser i dess omgivning som är viktigast och övervaka hur betydelsen av dessa detaljer förändras över tid. Hur människor och andra djur spårar dessa detaljer är dock fortfarande ett mysterium. Men nyligen har biologer vid Stanford University rapporterat att de tror att de har upptäckt hur djur klassificerar dessa detaljer om grundläggande uppfattning (Zhu et al. 2018)
Det finns en region i hjärnan som kallas den paraventrikulära thalamus , eller PVT som fungerar som en slags portvakt, som ser till att hjärnan identifierar och spårar de viktigaste detaljerna i en situation.
Även om forskningen är begränsad till möss för tillfället, kan resultaten en dag hjälpa forskare att bättre förstå hur människor lär sig eller till och med hjälpa till att behandla drogberoende.
Hur bestämmer hjärnan vad man ska lära sig?
I sin mest grundläggande form, lärande handlar om feedback mellan stimuli . Om du till exempel har huvudvärk och tar mediciner är det mest logiska att hoppas att smärtan försvinner. Om det händer på det här sättet kommer du troligen att ta den medicinen nästa gång du har huvudvärk. Men om du har fel kommer du att prova något annat tills stimulansen är tillfredsställd.
På samma sätt har psykologer och neurovetenskapare studerat denna aspekt av inlärning i stor utsträckning och till och med spårat den till specifika delar av hjärnan som bearbetar feedback och driver inlärning. Den bilden av lärande är dock ofullständig.
Även i relativt enkla laboratorieexperiment, för att inte tala om livet i den verkliga världen, behöver människor och andra djur ta reda på vad du ska lära av , (baserat på nyfikenhet) i huvudsak vad är feedback och vad är buller. Men trots detta behov är detta en fråga som psykologer och neurovetenskapare inte har ägnat så mycket uppmärksamhet åt.
Studera hur hjärnan lär sig
Forskarna lärde mössen att associera speciella dofter med bra och dåliga resultat. En lukt indikerade att en klunk vatten skulle komma, medan en annan indikerade att musen var på väg att få en luftpuff i ansiktet. Senare ersatte forskarna luften med en mild elektrisk stöt, något som förmodligen skulle kräva lite mer uppmärksamhet. Därefter fann teamet att neuroner i PVT spårade den förändringen.
Nu, under luftinhalationsfasen, svarade två tredjedelar av PVT-neuronerna på båda luktarna, medan ytterligare 30% aktiverades endast av lukten från vattensignaleringen. Det vill säga, under denna fas reagerade PVT på både bra och dåliga resultat, men det fanns ett större svar på bra. Under den elektriska urladdningsfasen: dock ändrades skalan; nästan alla PVT-neuroner svarade på chock, medan ungefär tre fjärdedelar svarade på både bra och dåliga resultat.
En liknande förändring inträffade när mössen fylldes med vatten. Och nu när vattnet hade mindre betydelse för mössen var PVT mindre känslig för vatten och mer känslig för luftinandningar, vilket innebär att det blev mer känsligt för dåliga resultat och mindre för bra.
Sammantaget visade resultaten att PVT spårar det som var viktigast då: det goda resultatet när det överväger det dåliga och vice versa.
Hur man styr inlärning
Resultaten av denna studie pekar på flera bredare slutsatser, enligt forskarna. Kanske viktigast av allt, andra forskare har nu en plats att leta och undersöka: PVT. På så sätt kommer de att kunna uppmärksamma de olika detaljerna, hur det påverkar och vad djuren lär sig när de vill studera detta fenomen.
I den meningen har neurovetenskapare nu också ett nytt sätt att kontrollera lärande . Faktum är att i ytterligare experiment med möss som är genetiskt konstruerade så att teamet kunde övervaka PVT -aktivitet med ljus, fann forskarna att de kunde hämma eller förbättra inlärningen; till exempel kunde de snabbare lära möss att en lukt inte längre signalerades på ett tillförlitligt sätt, eller att en annan lukt hade förändrats från signalvatten till signalspolning.
Slutligen kan resultaten peka på nya sätt att modulera lärande . För tillfället, hos möss, genom att stimulera eller undertrycka PVT -aktivitet, efter behov. De pekar också på lång sikt på sätt att behandla drogmissbruk , genom att hjälpa missbrukare att lära sig sambandet mellan att ta ett läkemedel och den eufori som följer.
Hänvisning
- Zhu, Y., Nachtrab, G., Piper, K., Allen, W., Luo, L., Chen, X. (2018). Dynamisk salience -bearbetning i paraventrikulär thalamusgrindar associativt lärande. Vetenskaplig artikel . doi: 10.1126 / science.aat0481
