Znanstveniki pod vodstvom Sebastiana Haeslerja (NERF, ki so jih pooblastili IMEC, KU Leuven in VIB) so ugotovili vzročni mehanizem, kako novi dražljaji spodbujajo učenje. Novost neposredno aktivira dopaminski sistem, ki je odgovoren za asociativno učenje. Ugotovitve vplivajo na izboljšanje strategij učenja in oblikovanje algoritmov strojnega učenja.
Novost in učenje
Pri živalih in ljudeh običajno opazimo temeljno vrsto učenja, znano kot asociativno učenje. Vključuje povezavo spodbude ali dejanja s pozitivnim ali negativnim izidom. Pridružljivo učenje je v osnovi mnogih naših vsakodnevnih vedenj: otroke nagradimo, na primer za domače naloge, ali če TV ne ravnajo pravilno, jim omejujejo čas.
Znanstveniki že od šestdesetih let prejšnjega stoletja vedo, da novost olajša asociativno učenje. Vendar mehanizmi tega pojava ostajajo neznani.
»Prejšnje delo je nakazovalo, da lahko novost aktivira dopaminski sistem v možganih. Zato smo mislili, da lahko aktivacija dopamina spodbuja tudi asociativno učenje. " pravi prof. Sebastian Haesler, ki je vodil študijo.
Izžarevanje novosti
Da bi dokazali, da novost dejansko aktivira dopaminske nevrone, so raziskovalci miši izpostavili nove in znane vonjave.
»Ko miši zavohajo nov dražljaj, se zelo navdušijo in začnejo zelo hitro vohati. To naravno, spontano vedenje daje odličen odčitek za zaznavanje novosti. " pojasnjuje dr. Cagatay Aydin, postdoc v skupini Sebastiana Haeslerja. Z eksperimenti na miših je ekipa potrdila, da so dopaminske nevrone aktivirali novi vonji, ne pa tudi znani.
V drugem koraku smo miši usposobili, da z nagrado povezuje nove in znane vonjave.
»Ko smo le v nekaj poskusih izrecno blokirali aktivacijo dopamina z novimi dražljaji, je bilo učenje upočasnjeno. Po drugi strani pa je spodbujanje dopaminskih nevronov med predstavitvijo znanih dražljajev pospešilo učenje. " pravi Joachim Morrens, doktorski študent v skupini.
Vrednost novosti
Ugotovitve kažejo, da aktivacija dopamina z novimi dražljaji spodbuja učenje. Nadalje zagotavljajo neposredno eksperimentalno podporo skupini teoretičnih okvirov v računalništvu, ki vključujejo "dodatek k novosti", ki upošteva blagodejni učinek novosti. Vključitev takšnega bonusa lahko pospeši algoritme strojnega učenja in izboljša njihovo učinkovitost.
Iz zelo praktične perspektive nas rezultati opominjajo, da pogosteje prekinjamo svojo rutino in iščemo nove izkušnje, da se lahko bolje učimo.
# # #
Objava
Morrens in sod. 2020. Dopamin z izvlečkom izvlečka spodbuja kondicijsko odzivanje med učenjem. Neuron
Financiranje
Financiranje je prispevalo HFSP, EC Marie Curie in FWO.
;
