นักวิทยาศาสตร์สมองที่นำโดย Sebastian Haesler (NERF ได้รับการสนับสนุนจาก IMEC, KU Leuven และ VIB) ได้ระบุกลไกเชิงสาเหตุของการกระตุ้นสิ่งแปลกใหม่ที่ส่งเสริมการเรียนรู้ ความแปลกใหม่เปิดใช้งานระบบโดปามีนซึ่งรับผิดชอบการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงโดยตรง ผลการวิจัยมีความหมายในการปรับปรุงกลยุทธ์การเรียนรู้และการออกแบบขั้นตอนวิธีการเรียนรู้ของเครื่อง
ความแปลกใหม่และการเรียนรู้
ประเภทของการเรียนรู้พื้นฐานที่รู้จักกันในชื่อการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงนั้นพบได้ทั่วไปในสัตว์และมนุษย์ มันเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ของการกระตุ้นหรือการกระทำที่มีผลบวกหรือลบ การเรียนรู้แบบเชื่อมโยงเป็นส่วนหนึ่งของพฤติกรรมทุกวันของเรา: เราให้รางวัลเด็กสำหรับการทำการบ้านของพวกเขาตัวอย่างหรือ จำกัด เวลาดูทีวีหากพวกเขาประพฤติตนไม่เหมาะสม
นักวิทยาศาสตร์ทราบมาตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ว่าความแปลกใหม่ช่วยให้เกิดการเรียนรู้แบบเชื่อมโยง อย่างไรก็ตามกลไกที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์นี้ยังไม่ทราบแน่ชัด
“ งานก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าความแปลกใหม่อาจกระตุ้นระบบโดพามีนในสมอง ดังนั้นเราจึงคิดว่าการกระตุ้นโดปามีนอาจส่งเสริมการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงด้วย” ศ. เซบาสเตียนเฮสเลอร์ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าว
การดมกลิ่นแปลกใหม่
เพื่อแสดงให้เห็นว่าความแปลกใหม่นั้นกระตุ้นเซลล์ประสาทโดปามีนอย่างแท้จริงนักวิจัยได้ทำการสัมผัสหนูทั้งกับกลิ่นใหม่และคุ้นเคย
“ เมื่อหนูได้กลิ่นสิ่งกระตุ้นใหม่พวกมันจะตื่นเต้นมากและเริ่มดมกลิ่นอย่างรวดเร็ว พฤติกรรมที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาตินี้ให้การอ่านที่ดีเยี่ยมสำหรับการรับรู้สิ่งแปลกใหม่” Cagatay Aydin, postdoc ในกลุ่ม Sebastian Haesler อธิบาย จากการทดลองของหนูทีมงานยืนยันว่าเซลล์ประสาทโดปามีนถูกกระตุ้นโดยกลิ่นใหม่ แต่ไม่ใช่จากสิ่งที่คุ้นเคย
ในขั้นตอนที่สองหนูได้รับการฝึกฝนให้เชื่อมโยงกลิ่นที่แปลกใหม่และคุ้นเคยกับรางวัล
“ เมื่อเราปิดกั้นการกระตุ้นโดปามีนโดยเฉพาะโดยสิ่งเร้าใหม่ ๆ ในการทดลองเพียงไม่กี่ครั้งการเรียนรู้ก็ช้าลง ในทางกลับกันการกระตุ้นเซลล์ประสาทโดปามีนระหว่างการนำเสนอสิ่งเร้าที่คุ้นเคยช่วยเร่งการเรียนรู้” Joachim Morrens นักศึกษาปริญญาเอกในกลุ่มกล่าว
คุณค่าของความแปลกใหม่
ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นโดปามีนโดยสิ่งเร้าใหม่ ๆ ช่วยส่งเสริมการเรียนรู้ พวกเขายังให้การสนับสนุนการทดลองโดยตรงสำหรับกลุ่มของกรอบทฤษฎีในวิทยาการคอมพิวเตอร์ซึ่งรวมเอา 'โบนัสความแปลกใหม่' เพื่ออธิบายถึงผลประโยชน์ของความแปลกใหม่ การรวมโบนัสดังกล่าวสามารถเร่งอัลกอริธึมแมชชีนเลิร์นนิงและปรับปรุงประสิทธิภาพได้
จากมุมมองที่ใช้งานได้จริงผลที่ได้เตือนเราให้เลิกกิจวัตรประจำวันของเราบ่อยขึ้นและแสวงหาประสบการณ์ใหม่ ๆ ให้เป็นผู้เรียนที่ดีขึ้น
# # #
สิ่งพิมพ์
Morrens et al. 2020. โดปามีนกระตุ้นด้วยคิวกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองอย่างมีเงื่อนไขในระหว่างการเรียนรู้ เซลล์ประสาท
การฝากและถอนเงิน
เงินทุนมาจาก HFSP, EC Marie Curie และ FWO
;