Īpaši smadzeņu viļņu modeļi dažādiem mācību stiliem

Jauns pētījums sniedz ievērojamu ieskatu par to, kā smadzenēs tiek raksturoti dažādi mācību stilu veidi. Izmeklētāji uzskata, ka jaunās atziņas var palīdzēt agrīni atklāt Alcheimera slimību un dažādus citus neiroloģiskus apstākļus, kas ietekmē skaidru un netiešu mācīšanos.

Izmeklētāji skaidro, ka, lai iemācītos braukt ar velosipēdu un iegaumēt šaha likumus, ir nepieciešami divi dažādi mācīšanās veidi. Jaunais pētījums tagad pirmo reizi parāda, ka dažādus mācīšanās veidus var atšķirt pēc to radītajiem smadzeņu viļņu modeļiem.

Šie atšķirīgie neirālo paraksti varētu palīdzēt zinātniekiem, pētot pamatneirobioloģiju par to, kā mēs mācāmies motoriku, bet arī strādājam ar sarežģītiem kognitīviem uzdevumiem, saka MIT Earl K. Miller, neirozinātņu profesors un raksta vecākais autors.

Pilnīgi pētījuma rezultāti ir atrodami žurnālā Neirons.

Kad neironi aizdegas, tie rada elektriskos signālus, kas apvienojas, veidojot smadzeņu viļņus, kas svārstās dažādās frekvencēs. "Mūsu galvenais mērķis ir palīdzēt cilvēkiem ar mācīšanās un atmiņas deficītu," atzīmē Millers.

"Mēs varētu atrast veidu, kā stimulēt cilvēka smadzenes vai optimizēt apmācības paņēmienus, lai mazinātu šos trūkumus."

Neironu paraksti varētu palīdzēt noteikt izmaiņas mācību stratēģijās, kas rodas tādās slimībās kā Alcheimera slimība, ar mērķi agrāk diagnosticēt šīs slimības vai uzlabot dažus mācību veidus, lai palīdzētu pacientiem tikt galā ar traucējumiem, saka Romāns F. Loonis, maģistrants raksta pirmais autors.

Vēsturiski zinātnieki mēdza domāt, ka visa mācīšanās ir vienāda. Tad, kā paskaidro Millers, viņi uzzināja par tādiem pacientiem kā slavenais Henrijs Molaisons vai “H.M.”, kuram 1953. gadā attīstījās smaga amnēzija pēc tam, kad operācijā, lai kontrolētu viņa epilepsijas lēkmes, tika noņemta daļa no smadzenēm.

Molaisons neatcerējās, ka dažas minūtes pēc ēdienreizes būtu ēdis brokastis, taču viņš spēja iemācīties un saglabāt iemācītās motoriskās prasmes, piemēram, izsekot objektus kā piecstaru zvaigzni spogulī.

“H.M. un citiem amnēzijiem laika gaitā uzlabojās šo prasmju apguve, kaut arī viņiem iepriekš nebija atmiņas par šo darbību veikšanu, ”stāsta Millers.

Plaisa atklāja, ka smadzenes nodarbojas ar diviem mācīšanās un atmiņas veidiem - tiešu un netiešu.

Skaidra mācīšanās ir mācīšanās, par kuru jūs apzināti apzināties, domājot par to, ko mācāties, un varat formulēt to, ko esat iemācījies, piemēram, iegaumēt garu grāmatas fragmentu vai iemācīties tādas sarežģītas spēles kā šahs soļus, ”Millers skaidro.

“Netiešā mācīšanās ir pretēja. Jūs to varētu nosaukt par motorisko prasmju apgūšanu vai muskuļu atmiņu, tādu mācīšanos, kurai jums nav apzinātas piekļuves, piemēram, iemācīties braukt ar velosipēdu vai žonglēt, ”viņš piebilst.

"To darot, jūs kļūstat arvien labāks, taču nevarat īsti formulēt to, ko mācāties."

Tomēr daudzi uzdevumi, piemēram, iemācīties spēlēt jaunu skaņdarbu, prasa abu veidu mācīšanos, viņš atzīmē.

Kad MIT pētnieki pētīja dzīvnieku uzvedību, apgūstot dažādus uzdevumus, viņi atrada pazīmes, ka dažādu uzdevumu veikšanai var būt nepieciešama tieša vai netieša mācīšanās.

Piemēram, veicot uzdevumus, kuros bija jāsalīdzina un jāsaskaņo divas lietas, šķiet, ka dzīvnieki izmantoja gan pareizas, gan nepareizas atbildes, lai uzlabotu nākamo spēli, norādot skaidru mācīšanās veidu.

Bet uzdevumā, kurā dzīvnieki iemācījās virzīt savu skatienu vienā vai otrā virzienā, reaģējot uz dažādiem vizuālajiem modeļiem, viņi tikai uzlaboja savu sniegumu, atbildot uz pareizām atbildēm, liekot domāt par netiešu mācīšanos.

Turklāt pētnieki atklāja, ka šiem dažādajiem uzvedības veidiem ir dažādi smadzeņu viļņu modeļi.

Veicot nepārprotamus mācību uzdevumus, pēc pareizas izvēles palielinājās alfa2-beta smadzeņu viļņu daudzums un pēc nepareizas izvēles palielinājās delta-teta viļņu daudzums. Alfa2-beta viļņi palielinājās, mācoties nepārprotamu uzdevumu laikā, pēc tam samazinājās, mācoties progresējot.

Pētnieki arī redzēja nervu neitralitātes pazīmes darbībā, kas rodas, reaģējot uz uzvedības kļūdām, ko sauc par notikumiem saistītu negatīvismu, tikai uzdevumos, par kuriem domājams, ka tiem ir nepieciešama skaidra mācīšanās.

Alfa-2-beta smadzeņu viļņu pieaugums skaidras mācīšanās laikā "varētu atspoguļot uzdevuma modeļa izveidi", skaidro Millers.

"Un tad, kad dzīvnieks ir iemācījies uzdevumu, alfa-beta ritmi samazinās, jo modelis jau ir izveidots."

Turpretī delta-teta ritmi tikai pieauga ar pareizām atbildēm netiešā mācību uzdevuma laikā, un mācīšanās laikā tie samazinājās. Millers saka, ka šis modelis varētu atspoguļot neironu “pārviju”, kas kodē motorisko prasmi mācīšanās laikā.

"Tas mums parādīja, ka izteiktās un netiešās mācīšanās laikā spēlē dažādus mehānismus," viņš atzīmē.

Loonis saka, ka smadzeņu viļņu paraksti varētu būt īpaši noderīgi, veidojot to, kā mēs mācām vai apmācām cilvēku, kad viņš apgūst konkrētu uzdevumu.

"Ja mēs varam atklāt mācīšanās veidu, kas notiek, tad mēs varam uzlabot vai sniegt labāku atgriezenisko saiti šim indivīdam," viņš saka.

"Piemēram, ja viņi vairāk izmanto netiešo mācīšanos, tas nozīmē, ka viņi, visticamāk, paļaujas uz pozitīvu atgriezenisko saiti, un mēs varētu mainīt viņu mācīšanos, lai to izmantotu."

Neironu paraksti arī varētu palīdzēt atklāt tādus traucējumus kā Alcheimera slimība agrākā stadijā, saka Loonis.

"Alcheimera slimībā sava veida skaidra faktu mācīšanās izzūd līdz ar demenci, un var būt atgriešanās pie cita veida netiešas mācīšanās," viņš skaidro. "Tā kā viena mācību sistēma nedarbojas, jums jāpaļaujas uz citu."

Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka noteiktas smadzeņu daļas, piemēram, hipokamps, ir ciešāk saistītas ar skaidru mācīšanos, savukārt tādas jomas kā bazālās ganglijas ir vairāk iesaistītas netiešā mācīšanās procesā.

Bet Millers saka, ka smadzeņu viļņu pētījums norāda, ka „šajās divās sistēmās ir daudz pārklāšanās. Viņiem ir daudz tādu pašu neironu tīklu. ”

Avots: MIT