Як очікування мозку впливають на навчання

Коли ми вивчаємо щось нове, наш мозок постійно робить прогнози щодо навколишнього середовища, а потім реєструє, чи ці припущення відповідають дійсності.

Нове дослідження показало, що наші очікування під час цих прогнозів впливають на активність різних мозкових мереж.

Неврологи з Рурського університету Бохума в Німеччині нещодавно повідомили про свої висновки у двох статтях у журналах Кора головного мозку і Журнал неврології.

Неврологи кажуть, що вони виділили два ключові регіони мозку, які беруть участь у цьому процесі. Таламус відіграє центральну роль у прийнятті рішень. З іншого боку, острівна кора є особливо активною, коли ясно, чи було прийнято правильне чи неправильне рішення.

"Тоді очікування під час навчання регулює конкретні зв'язки в мозку, а отже, і прогноз щодо сенсорного сприйняття, що стосується навчання", - сказав доцент д-р Буркхард Плегер з Неврологічної клініки Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil.

Для свого дослідження вчені використовували навчальне завдання, яке фокусується на процесі прийняття рішень під час сприйняття шкірного контакту в мозку.

"Це як вивчення комп'ютерної стратегічної гри за допомогою ігрової майданчики, яка дає сенсорний зворотний зв'язок певним пальцям на певні подразники", - пояснив Плегер. "Справа в тому, що певний стимул дотику призводить до успіху, і що цьому потрібно вчитися від стимуляції до стимуляції".

Для експерименту 28 учасників отримували або тактильний стимул А або В на вказівному пальці під час кожного пробного циклу. Потім натисканням кнопки вони повинні були передбачити, чи буде наступний тактильний стимул однаковим чи ні. Імовірність A і B постійно змінювалася, чому учасник повинен був навчитися від передбачення до передбачення, зазначають дослідники.

Під час випробування мозкову діяльність учасників досліджували за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ). Дослідники заявили, що їх особливо цікавить пробний цикл, в якому учасники змінювали свою стратегію прийняття рішень. Потім вони задали питання, наскільки зміна очікувань вплинула на мозкову діяльність.

Для дослідників виділялися дві області мозку: таламус та кора острова.

Таламус обробляє інформацію, яка надходить від органів чуття або інших областей мозку, і передає її в головний мозок. На думку неврологів, його також називають воротами до свідомості.

За допомогою функціональних магнітно-резонансних зображень дослідники змогли показати, що різні зв’язки мозку між префронтальною корою та таламусом відповідають за підтримку стратегії навчання або зміну стратегії.

Чим вищі очікування до прийняття рішення, тим швидше підтримувалася стратегія і менша сила цих зв’язків, згідно з результатами дослідження. За низьких очікувань відбулася зміна стратегії, і регіони, здавалося, набагато сильніше взаємодіяли між собою.

"Мозок, здається, особливо активний, коли стратегію навчання потрібно змінювати, тоді як для підтримки стратегії потрібно значно менше енергії", - зазначив Плегер.

“Поки що таламус розглядався як перемикач. Наші результати підкреслюють його роль у вищих когнітивних функціях, які допомагають приймати рішення під час навчання. Отже, таламус є не лише воротами до чуттєвої свідомості, але, швидше за все, він пов’язує його з когнітивними процесами, які служать, наприклад, для прийняття рішень ».

Кора острова, навпаки, бере участь у сприйнятті, моторному контролі, впевненості в собі, когнітивних функціях та міжособистісних переживаннях. Ця частина була особливо активною, коли учасник вже прийняв своє рішення, а потім з’ясував, чи був він правий чи неправий, згідно з результатами дослідження.

"Різні мережі, які закріплені в корі острова, регулюються очікуваннями, і, отже, мають прямий вплив на майбутнє чуттєве сприйняття", - сказав Плегер.

Джерело: Ruhr-Universität Bochum

Фото: