Координированная активация мозга поддерживает пространственное обучение и принятие решений

Обсуждение статей по психологии как жёлтой, так и серьёзной прессы

Модераторы: Ольга Миронюк, Илья


Аватара пользователя
Илья
Донатор
Донатор
Сообщения: 504
Зарегистрирован: 07 июн 2018, 09:39
Откуда: Москва
Благодарил (а): 41 раз
Поблагодарили: 11 раз

Re: Координированная активация мозга поддерживает пространственное обучение и принятие решений

Непрочитанное сообщение Илья »

Специализированная активация мозга "воспроизводит" возможные маршруты, по которым крысы могут перемещаться в пространстве, помогая им отслеживать пути, которые они уже прошли, и выбирать среди маршрутов, которые они могут пройти дальше, Согласно исследованию, опубликованному в журнале Neuron, финансируемом Национальными институтами здравоохранения.

"Эти результаты показывают внутренний процесс "воспроизведения" в мозге, который позволяет животным учиться на прошлых опытах, чтобы сформировать воспоминания о путях, ведущих к целям, а затем вспомнить эти пути для планирования будущих решений", - сказал Шантану Джадхав, доктор философии, доцент Университета Брандейса, Уолтем, Массачусетс, и старший автор исследования. "Эти результаты помогают нам лучше понять, как скоординированная активация на уровне нейронов может способствовать сложным процессам, связанным с обучением и принятием решений."

Гиппокамп, структура, расположенная в середине мозга, имеет решающее значение для обучения и памяти и содержит специализированные клетки "места", которые передают информацию о местоположении и ориентации в пространстве. Эти клетки места показывают определенные паттерны активности во время навигации, которые могут быть "воспроизведены" позже в прямом или обратном порядке, почти как если бы мозг быстро перемотал или перемотал через маршруты, которые крысы взяли.

В предыдущих исследованиях Джадхав и его коллеги обнаружили, что эти повторяющиеся события, отмеченные всплесками нейронной активности, называемой резкой волновой рябью, приводят к координированной активности в гиппокампе и префронтальной коре, области мозга сразу за лбом, которая участвует в принятии решений.

Но как эти события прямого и обратного воспроизведения влияют на фактическое обучение и принятие решений с течением времени, оставалось неясным. Чтобы выяснить это, Джадхав и соавторы Джастин Д. шин и Вэньбо Тан непрерывно записывали активность мозга крыс, когда крысы учились ориентироваться в специальном W-образном лабиринте в течение одного дня. Это позволило исследователям увидеть, как менялись нейронные представления, когда крысы учились.

Исследователи обучали крыс в течение восьми сеансов следовать путям в соответствии с двумя правилами-простым правилом и сложным правилом-давая крысам вознаграждение всякий раз, когда они достигали правильного места назначения. Простое правило требовало запоминания начальных и конечных положений путей лабиринта. Сложное правило зависело от рабочей памяти, требуя, чтобы крысы помнили предыдущий путь, чтобы выбрать следующий пункт назначения.

Ученые сосредоточили свои исследования на моментах перехода, когда крысы останавливались между завершением одного пути и выбором следующего. Как и ожидали исследователи, повтор событий в гиппокампе показал реактивацию прошлых путей в обратном порядке, как будто на перемотке назад, и показал реактивацию возможных будущих путей в прямом порядке, как будто на быстрой перемотке вперед.

Прямая и обратная модели воспроизведения были настолько надежны, что исследователи могли использовать записи, чтобы предсказать, где крысы остановились в W-образном лабиринте. Непрерывные записи мозговой активности на протяжении всего задания выявили сдвиги в паттернах активации, когда крысы усвоили простое правило. На разных стадиях обучения исследователи могли использовать обратное воспроизведение и прямое воспроизведение, чтобы предсказать путь, который только что прошли животные и куда они собирались идти дальше, соответственно. Эти сдвиги показали, что обратное воспроизведение важно для обучения по предыдущему пути, особенно на ранних стадиях обучения, в то время как прямое воспроизведение важно для планирования следующего маршрута, особенно на более поздних стадиях обучения.

Паттерны активации, связанные с изучением сложного правила рабочей памяти, были более последовательными с течением времени: события обратного воспроизведения реактивировали все возможные прошлые варианты, а события прямого воспроизведения реактивировали все возможные будущие варианты на протяжении всего процесса обучения.

Однако, когда исследователи изучили координацию между событиями воспроизведения в гиппокампе и префронтальной коре, они обнаружили, что скоординированная реактивация в двух областях мозга коррелировала с фактическим выбором крыс-то есть реактивация была сильнее для воспроизведения путей, которые крысы взяли, чем для путей, которые они не взяли.

Полученные результаты позволяют предположить, что координированное воспроизведение в гиппокампе и префронтальной коре головного мозга играет важную роль в пространственном обучении и принятии решений, основанных на памяти. В частности, результаты показывают, что обратное воспроизведение, вероятно, будет поддерживать способность размышлять и оценивать пути, которые привели к целям в прошлом, в то время как прямое воспроизведение, по-видимому, поддерживает способность думать вперед и планировать выбор, который приведет к целям в будущем.

"Участие" воспроизведения "в процессах памяти наблюдалось у многих видов, включая людей, и это исследование устанавливает, что воспроизведение служит ключевым нервным субстратом, лежащим в основе внутреннего диалога между несколькими областями мозга, чтобы поддержать нашу способность учиться, планировать, выбирать и выводить", - заключил Джадхав.

Donat
Ответить
  • Похожие темы
    Ответы
    Просмотры
    Последнее сообщение

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей