علماء الدماغ بقيادة سيباستيان هيسلر (NERF ، بتمكين من IMEC ، KU Leuven و VIB) حددوا آلية سببية لكيفية تعزيز المحفزات الجديدة للتعلم. ينشط الجدة بشكل مباشر نظام الدوبامين ، المسؤول عن التعلم النقابي. النتائج لها آثار لتحسين استراتيجيات التعلم وتصميم خوارزميات التعلم الآلي.
الجدة والتعلم
عادة ما يلاحظ نوع أساسي من التعلم ، يعرف باسم التعلم النقابي ، في الحيوانات والبشر. وهي تنطوي على ارتباط منبه أو عمل بنتيجة إيجابية أو سلبية. إن التعلم النقابي يكمن وراء العديد من سلوكياتنا اليومية: فنحن نكافئ الأطفال على أداء واجباتهم المنزلية ، على سبيل المثال ، أو نحد من وقتهم التلفزيوني إذا كانوا يسيئون التصرف.
لقد عرف العلماء منذ الستينيات أن الحداثة تسهل التعلم النقابي. ومع ذلك ، ظلت الآليات وراء هذه الظاهرة غير معروفة.
اقترح العمل السابق أن الجدة قد تنشط نظام الدوبامين في الدماغ. لذلك اعتقدنا أن تنشيط الدوبامين قد يعزز أيضًا التعلم النقابي ". يقول البروفيسور سيباستيان هيسلر ، الذي قاد الدراسة.
استنشاق الجدة
لإثبات أن الجدة تنشط الخلايا العصبية للدوبامين ، كشف الباحثون الفئران عن الروائح الجديدة والمألوفة.
"عندما تشم الفئران رائحة محفز جديد ، فإنها تكون متحمسة للغاية وتبدأ في الشم بسرعة كبيرة. يوفر هذا السلوك الطبيعي والعفوي قراءة رائعة لإدراك الحداثة ". يشرح الدكتور كاجاتاي أيدين ، باحث ما بعد الدكتوراة في مجموعة سيباستيان هايسلر. من خلال تجارب الفئران ، أكد الفريق أن الخلايا العصبية الدوبامين تنشط بواسطة روائح جديدة ، ولكن ليس من خلال الروائح المألوفة.
في الخطوة الثانية ، تم تدريب الفئران على ربط الروائح الجديدة والمألوفة بالمكافأة.
"عندما منعنا على وجه التحديد تنشيط الدوبامين بواسطة محفزات جديدة في تجارب قليلة فقط ، تباطأ التعلم. من ناحية أخرى ، فإن تحفيز الخلايا العصبية للدوبامين أثناء عرض المنبهات المألوفة أدى إلى تسريع التعلم ". يقول يواكيم مورينس ، طالب دكتوراه في المجموعة.
قيمة الجدة
تظهر النتائج أن تنشيط الدوبامين بواسطة محفزات جديدة يعزز التعلم. كما أنها توفر دعمًا تجريبيًا مباشرًا لمجموعة من الأطر النظرية في علوم الكمبيوتر ، والتي تتضمن "مكافأة جديدة" لمراعاة التأثير المفيد للحداثة. يمكن أن يؤدي دمج مثل هذه المكافأة إلى تسريع خوارزميات التعلم الآلي وتحسين كفاءتها.
من منظور عملي للغاية ، تذكرنا النتائج بكسر روتيننا بشكل أكبر والبحث عن تجارب جديدة ليكونوا متعلمين أفضل.
# # #
منشور
Morrens et al. 2020. يعزز الدوبامين الناتج عن جديلة الاستجابة المشروطة أثناء التعلم. عصبون
التمويل:
جاء التمويل من HFSP و EC Marie Curie و FWO.
;