Мозъкът регулира скоростта на обучение в зависимост от средата

Всеки път, когато получаваме обратна връзка, мозъкът актуализира своите знания и поведение в отговор на промените в околната среда. Ако обаче има несигурност или нестабилност в околната среда, целият процес трябва да бъде коригиран.

В ново проучване изследователите от Дартмут откриха, че няма нито един процент на обучение за всичко, което правим, тъй като мозъкът може самостоятелно да коригира скоростта си на обучение, използвайки синаптичен механизъм, наречен метапластичност.

Констатациите опровергават теорията, че мозъкът винаги се държи оптимално. Отдавна се смята, че начинът, по който мозъкът настройва ученето, се определя от системата за възнаграждение на мозъка и неговата цел да оптимизира наградите, получени от околната среда, или от по-познавателната система, отговорна за изучаването на структурата на околната среда.

Резултатите от проучването са публикувани в Неврон.

Изследователите обясняват, че синапсите са връзките между невроните в мозъка и са отговорни за прехвърлянето на информация от един неврон към следващия.

Когато става въпрос за избор при оценяване на потенциални награди, научената стойност на конкретна опция, отразяваща колко много харесвате нещо, се съхранява в определени синапси. Ако получите положителна обратна връзка след избора на конкретна опция, мозъкът увеличава стойността на тази опция, като прави свързаните синапси по-силни.

За разлика от това, ако обратната връзка е отрицателна, тези синапси стават по-слаби. Синапсите обаче също могат да претърпят модификации, без да променят начина, по който предават информация чрез процес, наречен метапластичност.

Предишни проучвания предполагат, че мозъкът разчита на специална система за наблюдение на несигурността в околната среда, за да коригира скоростта си на обучение. Авторите на това проучване обаче установяват, че само метапластичността е достатъчна за прецизиране на обучението според несигурността относно възнаграждението в дадена среда.

„Един от най-сложните проблеми в обучението е как да се приспособим към несигурността и бързите промени, които се случват в околната среда. Много е вълнуващо да открием, че синапсите, най-простите изчислителни елементи в мозъка, могат да осигурят стабилно решение за подобни предизвикателства “, каза д-р Алиреза Солтани, асистент по психологически и мозъчни науки.

„Разбира се, такива прости елементи може да не осигурят оптимално решение, но открихме, че модел, основан на метапластичност, може да обясни по-добре реалното поведение от моделите, базирани на оптималността“, добави той.

Това проучване демонстрира, че обучението може да се самонастрои и не изисква изрична оптимизация или цялостно познаване на околната среда. Авторите предлагат потенциални практически последици от своите констатации.

За поведенчески аномалии като пристрастяване, при които синапсите може да не се адаптират гъвкаво, може да се наложи по-внимателно проектирана обратна връзка, за да се направи системата отново пластична, илюстрираща как метапластичността може да има по-голямо значение.

Източник: Дартмутски колеж / EurekAlert