由塞巴斯蒂安·海斯勒（Sebastian Haesler，NERF，由IMEC，KU Leuven和VIB授权）领导的大脑科学家发现了新颖刺激如何促进学习的因果机制。 新奇直接激活了多巴胺系统，该系统负责联想学习。 这些发现对改进学习策略和机器学习算法的设计具有启示意义。
新奇与学习
在动物和人类中通常观察到一种基本的学习类型，称为联想学习。 它涉及刺激或行动与积极或消极结果的关联。 联想学习是我们许多日常行为的基础：例如，我们奖励孩子做功课，或者如果他们表现不佳，则限制他们的电视时间。
自1960年代以来，科学家就知道新颖性促进了联想学习。 但是，这种现象背后的机制仍然未知。
“先前的研究表明，新颖性可能会激活大脑中的多巴胺系统。 因此，我们认为多巴胺激活也可能促进联想学习。” 负责这项研究的塞巴斯蒂安·海斯勒教授说。
嗅出新奇
为了证明新颖性确实激活了多巴胺神经元，研究人员将小鼠暴露于新的和熟悉的气味中。
当老鼠闻到新的刺激物时，它们会非常兴奋，并开始非常迅速地嗅探。 这种自然而自然的行为为新颖感提供了很好的解读。” 塞巴斯蒂安·海斯勒（Sebastian Haesler）研究组的博士后Cagatay Aydin解释说。 通过小鼠实验，研究小组证实了多巴胺神经元是由新的气味激活的，而不是被熟悉的气味激活的。
第二步，训练小鼠使新奇和熟悉的气味与奖励联系起来。
“仅在少数试验中，当我们通过新型刺激特异性阻断多巴胺激活时，学习就会减慢。 另一方面，在呈现熟悉的刺激过程中刺激多巴胺神经元可以加速学习。” 该小组的博士生Joachim Morrens说。
新奇的价值
这些发现表明，通过新刺激物激活多巴胺可以促进学习。 它们进一步为计算机科学中的一组理论框架提供了直接的实验支持，其中结合了“新颖性奖励”以说明新颖性的有益效果。 合并这种奖励可以加快机器学习算法的速度并提高其效率。
从非常实际的角度来看，结果提醒我们更经常地打破常规，寻找新颖的经验来更好地学习。
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出版物
Morrens等。 2020年。提示诱发的多巴胺可促进学习过程中的条件反应。 神经元
资金
资金来自HFSP，EC Marie Curie和FWO。
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