Nuwigheid versnel leer danksy dopamienaktivering (2020)

LINK

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. Novelty aktiveer die dopamienstelsel, wat verantwoordelik is vir assosiatiewe leer, direk. Die bevindinge het implikasies vir die verbetering van leerstrategieë en vir die ontwerp van masjienleer-algoritmes.

Nuwigheid 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 baie van ons daaglikse gedrag: ons beloon kinders vir hul huiswerk, of beperk hul TV-tyd as hulle hulself verkeerd gedra.

Wetenskaplikes weet sedert die 1960's dat nuutheid 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.

Snuffel uit die nuwigheid

Om aan te toon dat nuwigheid dopamienneurone inderdaad aktiveer, het die navorsers muise blootgestel aan nuwe en bekende reuke.

'As muise 'n nuwe stimulus ruik, raak hulle baie opgewonde en begin hulle vinnig snuif. Hierdie natuurlike, spontane gedrag bied 'n uitstekende lesing vir persepsie van nuwighede. ” verduidelik dr. Cagatay Aydin, postdoc in die groep van Sebastian Haesler. Met die muis-eksperimente het die span bevestig dat dopamienneurone deur nuwe reuke geaktiveer is, maar nie deur bekende nie.

In 'n tweede stap is die muise opgelei om nuwe en bekende reuke met beloning te vereenselwig.

'Toe ons in slegs enkele proewe spesifiek dopamienaktivering deur nuwe stimuli geblokkeer het, is die 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 nuwigheid

Die bevindinge toon aan dat dopamienaktivering deur nuwe stimuli leer bevorder. Hulle bied verder direkte eksperimentele ondersteuning vir 'n groep teoretiese raamwerke in rekenaarwetenskap, wat 'n 'nuwigheidsbonus' bevat om rekening te hou met die voordelige effek van nuwigheid. Die gebruik van so 'n bonus kan algoritmes vir masjienleer bespoedig en die doeltreffendheid daarvan verbeter.

Vanuit 'n baie praktiese perspektief herinner die resultate ons daaraan om meer gereeld ons roetine te verbreek en nuwe ervarings te soek om beter leerders te wees.

# # #

publikasie

Morrens et al. 2020. Dopamien wat deur middel van 'n cue-oproep ontlok word, bevorder gekondisioneerde reaksie tydens leer. neuron

Befondsing

Befondsing is afkomstig van HFSP, EC Marie Curie en FWO.