Jak Brainova očekávání ovlivňují učení

Když se učíme něco nového, naše mozky neustále vytvářejí předpovědi o našem prostředí a poté registrují, zda jsou tyto předpoklady pravdivé.

Nová studie zjistila, že naše očekávání během těchto předpovědí ovlivňují aktivitu různých mozkových sítí.

Neurologové na Ruhr-Universität Bochum v Německu nedávno informovali o svých zjištěních ve dvou článcích v časopisech Mozková kůra a Journal of Neuroscience.

Neurologové tvrdí, že identifikovali dvě klíčové oblasti v mozku zapojené do tohoto procesu. Thalamus hraje při rozhodování ústřední roli. Ostrovní kůra je na druhé straně obzvláště aktivní, když je jasné, zda bylo učiněno správné nebo špatné rozhodnutí.

„Očekávání během učení pak reguluje konkrétní spojení v mozku, a tím predikci smyslového vnímání souvisejícího s učením,“ uvedl docent Dr. Burkhard Pleger z Neurologické kliniky Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil.

Vědci pro svou studii použili učební úkol, který se zaměřuje na rozhodovací proces během vnímání kontaktu s kůží v mozku.

"Je to jako naučit se počítačovou strategickou hru pomocí herní podložky, která dává smyslovou zpětnou vazbu určitým prstům na určité podněty," vysvětlil Pleger. "Jde o to, že určitý dotykový stimul vede k úspěchu a že se toho musíme naučit od stimulace k stimulaci."

Pro experiment dostalo 28 účastníků v každém zkušebním běhu buď hmatový stimul A nebo B na ukazováčku. Stisknutím tlačítka pak museli předvídat, zda bude následný hmatový stimul stejný nebo ne. Pravděpodobnost A a B se neustále měnila, což se účastník musel naučit od predikce k predikci, uvedli vědci.

Během testu byla mozková aktivita účastníků zkoumána pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI). Vědci uvedli, že se zvláště zajímali o zkušební běhy, při nichž účastníci změnili strategii rozhodování. Poté položili otázku, do jaké míry ovlivnila změna očekávání mozkovou aktivitu.

Pro vědce vynikly dvě oblasti mozku: thalamus a ostrovní kůra.

Thalamus zpracovává informace, které přicházejí ze smyslových orgánů nebo z jiných oblastí mozku, a předává je do mozku. Podle neurologů se mu také říká brána k vědomí.

Pomocí funkčních obrazů magnetické rezonance byli vědci schopni ukázat, že různá mozková spojení mezi prefrontální kůrou a thalamem jsou zodpovědná za udržování strategie učení nebo změnu strategie.

Čím vyšší jsou očekávání před rozhodnutím, tím dříve byla strategie zachována a tím nižší je síla těchto spojení, podle zjištění studie. Při nízkých očekáváních došlo ke změně strategie a zdálo se, že regiony vzájemně interagují mnohem silněji.

"Zdá se, že mozek je obzvláště aktivní, když je třeba změnit strategii učení, zatímco její udržování vyžaduje podstatně méně energie," poznamenal Pleger.

"Doposud byl thalamus považován za přepínač." Naše výsledky podtrhují jeho roli ve vyšších kognitivních funkcích, které pomáhají při rozhodování při učení. Thalamus tedy není jen branou ke smyslovému vědomí, ale zdá se, že jej spojuje s kognitivními procesy, které slouží například k rozhodování. “

Ostrovní kůra je na druhé straně zapojena do vnímání, ovládání motoru, sebevědomí, kognitivních funkcí a mezilidských zkušeností. Tato část byla obzvláště aktivní, když se účastník již rozhodl a poté podle zjištění studie zjistil, zda má pravdu nebo ne.

"Různé sítě, které jsou ukotveny v ostrovní kůře, jsou regulovány očekáváními, a tak se zdá, že mají přímý vliv na budoucí smyslové vnímání," uvedl Pleger.

Zdroj: Ruhr-Universität Bochum

Fotografie: