Исследователи из Тель-Авивского университета, под руководством Моше Парнаса и научного сотрудника Эяля Розенфельда, сделали открытие, которое может радикально изменить наше понимание того, как формируются воспоминания и как мозг обрабатывает информацию. Их исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что наш мозг активно подавляет одновременное обучение разным типам действий, чтобы избежать путаницы и обеспечить эффективное усвоение информации.
Конкуренция в мозге: Классическое и оперантное обусловливание
Классическое и оперантное обусловливание — два основных типа обучения, которые были известны ученым уже долгое время. Классическое обусловливание предполагает пассивные ассоциации между стимулами, например, когда собака Павлова учится ассоциировать звук звонка с едой. Оперантное обусловливание, напротив, связано с активным поведением: если определенное действие приводит к положительному результату, мы учимся его повторять, а если оно нам вредит — избегать.
Долгое время считалось, что эти два типа памяти работают в мозге независимо друг от друга. Однако, что происходит, если два воспоминания диктуют противоречивые действия? Например, если мышей обучать бояться определенного запаха с использованием обоих методов, их реакция будет различаться в зависимости от метода. При классическом кондиционировании мыши замирают, а при оперантном — бегут. Но что произойдет, если оба урока будут присутствовать одновременно?
Эксперимент на дрозофилах
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи провели уникальный эксперимент на плодовых мухах (Drosophila melanogaster). Они обучили мух ассоциировать запах с поражением электрическим током. При классическом кондиционировании мухи научились замирать, когда чувствовали кондиционированный запах, а при оперантном — убегать, чтобы избежать поражения.
Однако, когда ученые попытались одновременно преподавать оба типа обучения, они обнаружили, что мухи не могут усвоить обе задачи. Вместо этого их мозг активно подавлял формирование обоих типов воспоминаний, используя стратегию, чтобы определить, какое поведение следует выполнять. Это открытие показывает, что мозг не может одновременно учиться на основе своих действий и пассивных ассоциаций.
Механизмы мозга: Навигационный центр
Исследователи также определили механизмы мозга, которые отвечают за выбор между разными типами обучения. Они обнаружили, что «навигационный центр» мозга вмешивается, чтобы гарантировать, что в любой момент времени активен только один тип памяти. Это помогает избежать конфликтов между двумя системами и предотвращает путаницу.
Потенциальные применения
Открытие Тель-Авивского университета может иметь значительные последствия для понимания механизмов обучения и памяти. Оно может помочь объяснить, почему многозадачность иногда приводит к забывчивости и почему люди с нарушениями обучаемости могут испытывать трудности в усвоении информации.
Кроме того, это открытие может привести к разработке новых стратегий лечения заболеваний, связанных с обучением, таких как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) или болезнь Альцгеймера. Понимание того, как мозг выбирает между различными типами обучения, может помочь в создании новых методов терапии и улучшения качества жизни пациентов.
Литература.
“Neuronal circuit mechanisms of competitive interaction between action-based and coincidence learning” by Moshe Parnas et al. Science Advances
