Konkretūs smegenų bangų modeliai skirtingiems mokymosi stiliams

Naujas tyrimas prideda nemažai įžvalgų, kaip smegenyse apibūdinami įvairūs mokymosi stiliai. Tyrėjai mano, kad naujos įžvalgos gali padėti anksti nustatyti Alzheimerio ligą ir įvairias kitas neurologines sąlygas, turinčias įtakos aiškiam ir numanomam mokymuisi.

Tyrėjai paaiškina, kad norint išmokti važiuoti dviračiu ir įsiminti šachmatų taisykles reikia dviejų skirtingų tipų mokymosi. Naujas tyrimas dabar pirmą kartą rodo, kad skirtingus mokymosi tipus galima atskirti pagal jų sukurtus smegenų bangos modelius.

Šie skirtingi neuroniniai parašai galėtų padėti mokslininkams tyrinėti pagrindinę neurobiologiją, kaip mes mokomės motorinių įgūdžių ir dirbame vykdydami sudėtingas kognityvines užduotis, sako MIT Earl K. Miller, neurologijos profesorius ir vyresnysis šio straipsnio autorius.

Išsamios tyrimo išvados pateikiamos žurnale Neuronas.

Neuronams užsidegus, jie gamina elektrinius signalus, kurie susijungia ir sudaro smegenų bangas, kurios svyruoja skirtingais dažniais. „Mūsų pagrindinis tikslas yra padėti žmonėms, turintiems mokymosi ir atminties trūkumų“, - pažymi Milleris.

"Mes galime rasti būdą, kaip stimuliuoti žmogaus smegenis, arba optimizuoti treniruočių metodikas, kad sumažintume tuos trūkumus".

Neuroniniai parašai galėtų padėti nustatyti mokymosi strategijų pokyčius, susijusius su tokiomis ligomis kaip Alzheimerio liga, siekiant anksčiau diagnozuoti šias ligas arba sustiprinti tam tikras mokymosi rūšis, kad pacientai galėtų lengviau susidoroti su sutrikimu, sako magistrantas Romanas F. Loonis ir pirmasis straipsnio autorius.

Istoriškai mokslininkai manė, kad visi mokymai yra vienodi. Tada, kaip paaiškina Milleris, jie sužinojo apie tokius pacientus kaip garsusis Henry Molaisonas ar „H. M.“, kuriems 1953 m. Prasidėjo sunki amnezija, kai operacijos metu buvo pašalinta dalis smegenų, kad būtų galima kontroliuoti epilepsijos priepuolius.

Molaisonas negalėjo prisiminti, kad praėjus kelioms minutėms po valgio valgė pusryčius, tačiau sugebėjo išmokti ir išlaikyti išmoktus motorinius įgūdžius, pavyzdžiui, atsekti daiktus, pavyzdžiui, penkiakampę žvaigždę veidrodyje.

„H.M. ir kiti amnezikai laikui bėgant įgijo geresnius įgūdžius, nors anksčiau neturėjo atminties, kaip tai daryti “, - sako Milleris.

Skirtumas atskleidė, kad smegenys užsiima dviem mokymosi ir atminties tipais - aiškiu ir numanomu.

Aiškus mokymasis - tai mokymasis, kurį jūs sąmoningai suprantate, kai galvojate apie tai, ko mokotės, ir galite išsakyti tai, ko išmokote, pavyzdžiui, įsiminti ilgą knygos ištrauką ar išmokti tokio sudėtingo žaidimo kaip šachmatai žingsnius, - paaiškina Milleris.

„Numanomas mokymasis yra priešingas. Tai galite pavadinti motorinių įgūdžių mokymu arba raumenų atmintimi, tokiu mokymusi, prie kurio neturite sąmoningos prieigos, pavyzdžiui, išmokti važiuoti dviračiu ar žongliruoti “, - priduria jis.

"Tai darydamas tu vis geriau ir geriau, bet tu negali pasakyti, ko tu moki".

Tačiau daugeliui užduočių, pavyzdžiui, išmokti groti naują kūrinį, reikia mokytis abiejų rūšių, pažymi jis.

Kai MIT tyrėjai ištyrė gyvūnų, besimokančių skirtingų užduočių, elgesį, jie rado ženklų, kad skirtingoms užduotims atlikti gali reikėti aiškiai arba numanomai išmokti.

Pavyzdžiui, atlikdami užduotis, kuriose reikėjo palyginti ir suderinti du dalykus, gyvūnai naudojo teisingus ir neteisingus atsakymus, kad pagerintų savo kitas rungtynes, nurodydami aiškią mokymosi formą.

Tačiau atlikdami užduotį, kai gyvūnai išmoko judėti žvilgsniu viena ar kita kryptimi, reaguodami į skirtingus regėjimo modelius, jie tik pagerino savo veikimą atsakydami į teisingus atsakymus, siūlydami numanomą mokymąsi.

Be to, mokslininkai nustatė, kad šiuos skirtingus elgesio tipus lydi skirtingi smegenų bangų modeliai.

Atliekant aiškias mokymosi užduotis, pasirinkus teisingą pasirinkimą, padaugėjo alfa2-beta smegenų bangų, o neteisingai pasirinkus - delta-teta bangų. Alfa2-beta bangos padidėjo mokantis atliekant aiškias užduotis, o vėliau mažėjo mokantis.

Tyrėjai taip pat įžvelgė nervinio šuolio požymius veikloje, atsirandančioje reaguojant į elgesio klaidas, vadinamą su įvykiu susijusiu negatyvumu, tik atliekant užduotis, kurioms, manoma, reikėjo aiškiai išmokti.

Alfa-2-beta smegenų bangų padidėjimas aiškaus mokymosi metu „gali atspindėti užduoties modelio kūrimą“, - aiškina Milleris.

„Ir tada, kai gyvūnas sužino užduotį, alfa-beta ritmai nutrūksta, nes modelis jau sukurtas“.

Priešingai, delta-teta ritmai padidėjo tik pateikus teisingus atsakymus atliekant numanomą mokymosi užduotį, o mokantis jie sumažėjo. Milleris sako, kad šis modelis gali atspindėti nervinį „persijungimą“, kuris mokymosi metu užkoduoja motorinius įgūdžius.

„Tai mums parodė, kad egzistuoja skirtingi mechanizmai, kai mokomasi atvirai, o ne implicitiškai“, - pažymi jis.

Loonis sako, kad smegenų bangos parašai gali būti ypač naudingi formuojant tai, kaip mes mokome ar mokome žmogų, kai jis mokosi konkrečios užduoties.

„Jei galime aptikti vykstantį mokymąsi, galime pagerinti arba pateikti geresnį grįžtamąjį ryšį tam asmeniui“, - sako jis.

„Pavyzdžiui, jei jie daugiau naudojasi netiesioginiu mokymusi, tai reiškia, kad jie labiau tikisi teigiamų atsiliepimų ir mes galime pakeisti jų mokymąsi, kad tuo pasinaudotume.“

Neuroniniai parašai taip pat gali padėti anksčiau aptikti tokius sutrikimus kaip Alzheimerio liga, sako Loonis.

"Alzheimerio liga tam tikras aiškus faktų mokymasis išnyksta su demencija ir gali būti grįžta prie kitokio numanomo mokymosi", - aiškina jis. „Kadangi viena mokymosi sistema neveikia, turite pasikliauti kita.“

Ankstesni tyrimai parodė, kad tam tikros smegenų dalys, tokios kaip hipokampas, yra glaudžiau susijusios su aiškiu mokymusi, o tokios sritys kaip bazinės ganglijos yra labiau susijusios su numanomu mokymusi.

Tačiau Milleris sako, kad smegenų bangų tyrimas rodo, kad „šios dvi sistemos labai sutampa. Jie turi daug tų pačių nervinių tinklų “.

Šaltinis: MIT