В текущем выпуске журнала Neuron нейробиолог Альфредо Кирквуд решает давнюю дискуссию в неврологии: что именно происходит в мозгу, когда мы узнаем? Другими словами, с неврологической точки зрения, как собаки Павлова научились связывать звон колокольчика с отсроченным вознаграждением, которое последовало за ним?? На протяжении десятилетий у ученых была рабочая теория, но теперь команда Кирквуда первая доказала ее.
«Если вы пытаетесь приучить собаку сидеть, начальные нейронные стимулы, команда, исчезают почти мгновенно – она длится до тех пор, пока слово« сядьте », – сказал Кирквуд, профессор университета Занвил Кригер Мент. / Институт мозга. "До того, как пришла награда, мозг собаки уже переключился на другие вещи.
Загадка заключалась в следующем: «Как мозг связывает действие, которое завершается за доли секунды, с наградой, которая приходит намного позже»?’"
Рабочая теория, которую подтвердила команда Кирквуда, заключается в том, что невидимые «следы приемлемости» эффективно маркируют нейронные синапсы, активируемые стимулами, так что это может быть закреплено как истинное обучение с возможным получением вознаграждения.
В случае, когда собака учится сидеть, когда собака получает угощение или награду, нейромодуляторы, такие как дофамин, наполняют мозг собаки "хорошими чувствами".«Хотя мозг уже давно обработал команду« Сидеть », следы соответствия требованиям реагируют на нейромодуляторы, вызывая длительное синаптическое изменение: обучение.
Команде удалось доказать теорию, выделив клетки зрительной коры головного мозга мыши.
Когда они стимулировали аксон одной клетки электрическим импульсом, они вызывали ответ в другой клетке. Делая это неоднократно, они имитировали синаптический ответ между двумя клетками, когда они обрабатывали стимул и создавали трассу соответствия.
Когда позже исследователи залили клетки нейромодуляторами, имитируя поступление отложенного вознаграждения, реакция между клетками усиливалась или ослаблялась, показывая, что клетки «научились» и смогли это сделать благодаря трассировке соответствия критериям отбора.
«Это основа того, как мы учимся через вознаграждение, – сказал Кирквуд, – фундаментальный аспект обучения."
Помимо лучшего понимания механики обучения, эти открытия могут улучшить методы обучения и привести к лечению когнитивных проблем.