Vedci v oblasti mozgu vedení Sebastianom Haeslerom (NERF, splnomocneným IMEC, KU Leuven a VIB) identifikovali príčinný mechanizmus toho, ako nové stimuly podporujú učenie. Novinka priamo aktivuje dopamínový systém, ktorý je zodpovedný za asociatívne učenie. Zistenia majú implikácie pre zlepšenie vzdelávacích stratégií a pre návrh algoritmov strojového učenia.
Novinka a vzdelávanie
U zvierat a ľudí sa bežne pozoruje základný typ učenia, známeho ako asociatívne učenie. Zahŕňa spojenie podnetu alebo konania s pozitívnym alebo negatívnym výsledkom. Asociatívne učenie je základom mnohých našich každodenných praktík: odmeňujeme deti za to, že si robia domáce úlohy, alebo obmedzujeme ich televízny čas, ak sa nebudú chovať.
Vedci od 1960. rokov XNUMX. storočia vedia, že novinka podporuje asociatívne učenie. Mechanizmy stojace za týmto javom však zostali neznáme.
"Predchádzajúce práce naznačovali, že novinka môže aktivovať dopamínový systém v mozgu." Preto sme si mysleli, že aktivácia dopamínu môže tiež podporovať asociatívne učenie. “ hovorí profesor Sebastian Haesler, ktorý štúdiu viedol.
Čichanie z novosti
Aby demonštrovali, že novinka skutočne aktivuje dopamínové neuróny, vedci vystavili myši novým aj známym zápachom.
"Keď myši zacítia nový stimul, veľmi sa vzrušia a začnú veľmi rýchlo čuchať." Toto prirodzené, spontánne správanie poskytuje veľké množstvo informácií pre vnímanie noviniek. “ vysvetľuje doktor Cagatay Aydin, postdoktorand v skupine Sebastiana Haeslera. Pomocou experimentov na myšiach tím potvrdil, že dopamínové neuróny sa aktivovali novými pachmi, ale nie známymi.
V druhom kroku boli myši trénované tak, aby spájali nové a známe pachy s odmenou.
„Keď sme iba v niekoľkých pokusoch špecificky blokovali aktiváciu dopamínu novými stimulmi, učenie sa spomalilo. Na druhej strane stimulácia dopamínových neurónov počas prezentácie známych stimulov urýchlila učenie. “ hovorí Joachim Morrens, doktorand v skupine.
Hodnota novosti
Zistenia ukazujú, že aktivácia dopamínu novými stimulmi podporuje učenie. Ďalej poskytujú priamu experimentálnu podporu pre skupinu teoretických rámcov v oblasti informatiky, ktoré obsahujú „bonus za novosť“ s cieľom zohľadniť priaznivý účinok novinky. Začlenenie takéhoto bonusu môže urýchliť algoritmy strojového učenia a zvýšiť ich efektivitu.
Z veľmi praktického hľadiska nám výsledky pripomínajú častejšie prerušiť našu rutinu a hľadať nové skúsenosti, aby sme sa mohli lepšie učiť.
# # #
uverejnenie
Morrens a kol. 2020. Dopamín vyvolaný narážkou podporuje podmienené reakcie počas učenia. neurón
Financovanie
Financovanie pochádzalo z HFSP, EK Marie Curie a FWO.
;
