Breinwetenskaplikes onder leiding van Sebastian Haesler (NERF, bemagtig deur IMEC, KU Leuven en VIB) het 'n oorsaaklike meganisme geïdentifiseer van hoe nuwe stimuli leer bevorder. Nuwigheid aktiveer direk die dopamienstelsel, wat verantwoordelik is vir assosiatiewe leer. Die bevindinge het implikasies vir die verbetering van leerstrategieë en vir die ontwerp van masjienleeralgoritmes.
Nuutheid en leer
'n Fundamentele tipe leer, bekend as assosiatiewe leer, word algemeen by diere en mense waargeneem. Dit behels die assosiasie van 'n stimulus of 'n aksie met 'n positiewe of negatiewe uitkoms. Assosiatiewe leer is onderliggend aan baie van ons alledaagse gedrag: ons beloon kinders byvoorbeeld vir die doen van hul huiswerk, of beperk hul TV-tyd as hulle wangedra.
Wetenskaplikes weet sedert die 1960's dat nuwigheid assosiatiewe leer vergemaklik. Die meganismes agter hierdie verskynsel het egter onbekend gebly.
"Vorige werk het voorgestel dat nuwigheid die dopamienstelsel in die brein kan aktiveer. Daarom het ons gedink dat dopamienaktivering ook assosiatiewe leer kan bevorder.” sê prof. Sebastian Haesler, wat die studie gelei het.
Nuutheid uitsnuffel
Om te demonstreer dat nuwigheid inderdaad dopamienneurone aktiveer, het die navorsers muise aan beide nuwe en bekende reuke blootgestel.
“Wanneer muise 'n nuwe stimulus ruik, raak hulle baie opgewonde en begin hulle baie vinnig snuif. Hierdie natuurlike, spontane gedrag bied 'n goeie uitlees vir nuuspersepsie.” verduidelik dr Cagatay Aydin, postdoktor in die groep van Sebastian Haesler. Met die muiseksperimente het die span bevestig dat dopamienneurone deur nuwe reuke geaktiveer is, maar nie deur bekendes nie.
In 'n tweede stap is die muise opgelei om nuwe en bekende reuke met beloning te assosieer.
"Toe ons spesifiek dopamienaktivering deur nuwe stimuli in slegs 'n paar proewe geblokkeer het, is leer vertraag. Aan die ander kant het die stimulering van dopamienneurone tydens die aanbieding van bekende stimuli leer versnel.” sê Joachim Morrens, PhD-student in die groep.
Die waarde van nuutheid
Die bevindinge toon dat dopamienaktivering deur nuwe stimuli leer bevorder. Hulle bied verder direkte eksperimentele ondersteuning vir 'n groep teoretiese raamwerke in rekenaarwetenskap, wat 'n 'nuwigheidsbonus' insluit om die voordelige effek van nuwigheid te verantwoord. Die inkorporering van so 'n bonus kan masjienleeralgoritmes bespoedig en hul doeltreffendheid verbeter.
Vanuit 'n baie praktiese perspektief herinner die resultate ons daaraan om ons roetine meer gereeld te breek en nuwe ervarings te soek om beter leerders te wees.
# # #
publikasie
Morrens et al. 2020. Opgewekte dopamien bevorder gekondisioneerde reaksie tydens leer. Neuron
Befondsing
Befondsing het gekom van HFSP, EC Marie Curie en FWO.
;
