Proces decyzyjny kształtuje się przez uczenie - wskazują wyniki badań :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Badania pokazują, jak rytmy mózgu wpływają na proces uczenia się

Działania Marie Curie wspomagają walkę z rakiem mózgu

Zidentyfikowano obwody mózgu kontrolujące uczenie się nawykowe

"Jak działa nasz mózg - najnowsze postępy w teorii funkcjonowania mózgu", Bruksela, Belgia

Ptaki śpiewające wyjaśnią działanie ludzkiego mózgu

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Brytyjscy naukowcy rzucili więcej światła na mechanizmy neuronalne leżące u podstaw tego, w jaki sposób proces decyzyjny jest kształtowany przez uczenie. Za pomocą badania czynnościowego rezonansu magnetycznego (fMRI) byli w stanie zidentyfikować, które obszary mózgu były zaangażowane w zmiany w procesach decyzyjnych spowodowane uczeniem się. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Neuron.

Wybory dokonywane każdego dnia, takie jak rozpoznanie twarzy znajomego w tłumie, zależą od mózgu podejmującego decyzje w stale zmieniającym się środowisku. Wybór najlepszego planu działania to złożony proces, gdyż mózg opiera się na informacjach, które są często niepewne. Podczas gdy badania teoretyczne wykazały, że uczenie się pomaga naczelnym w podejmowaniu decyzji, mechanizmy łączące uczenie się z elastycznym podejmowaniem decyzji nie zostały dobrze poznane.

W ramach ostatnich badań naukowcy z Uniwersytetu Birmingham poprosili ośmiu badanych o przydzielenie "szklanych" wzorów (białe kropki na czarnym tle) do jednej z dwóch kategorii: promieniste lub koncentryczne. Wraz ze zmieniającym się kątem rozstawienia kropek określenie różnicy między dwiema kategoriami wymagało coraz większego zastanowienia się.

W dwóch pierwszych doświadczeniach badani zostali poinstruowani w taki sposób, że w dwóch różnych sesjach stosowali różne kryteria wyboru, w związku z czym wzór należący do tej samej kategorii według jednego zestawu zasad, mógł należeć do innej kategorii przy zastosowaniu drugiego zestawu. W drugim doświadczeniu, ich wybory poddano ocenie przed i po otrzymaniu instrukcji.

W obydwu doświadczeniach naukowcy byli w stanie zmienić sposób zaszeregowania materiałów przez badanych poprzez uczenie. Dzięki fMRI mogli zaobserwować, które obszary mózgu były zaangażowane w te działania.

"Odkryliśmy, że uczenie się na podstawie minionych doświadczeń de facto przebudowuje połączenia w naszym mózgu, dzięki czemu możemy zaszeregować rzeczy, na które patrzymy i odpowiednio na nie reagować w dowolnym kontekście" - powiedziała dr Zoe Kourtzi, kierownik projektu.

"Wykazaliśmy, że proces uczenia się nie polega jedynie na nauczeniu się budowy świata fizycznego, ponieważ kiedy patrzę na coś, to nie przerzucam jedynie "fotek" w swojej głowie, próbując dopasować do siebie obrazy. W rzeczywistości obszary naszego mózgu przechodzą szkolenie w zakresie zasad determinujących sposób interpretowania informacji sensorycznych" - wyjaśniła.

Naukowcy obserwowali aktywność w czołowych pętlach mózgu (obszary brzuszne przedruchowe oraz przedruchowe), której spodziewano się tam, gdyż stwierdzono już wcześniej, że te obszary są zaangażowane w procesy decyzyjne. Aktywność w tym obszarze odzwierciedlała wybór badanych w pojedynczych próbach oraz zmiany decyzji zaszeregowujących wynikające z uczenia się. Niemniej z zaskoczeniem stwierdzili, iż zmiany te pojawiły się wyraźnie także i w wyższych obszarach potyliczno-skroniowych mózgu, o których wiadomo, że biorą udział w przedstawianiu form wizualnych.

"Elastyczny model uczenia umożliwił nam przeprowadzenie testów pod kątem zmian związanych z podobieństwem raczej postrzeganym niż fizycznym między wzorami wizualnymi" - wyjaśniła dr Kourtzi. "Wykorzystanie obrazowania mózgu wraz z technikami matematycznymi umożliwiło nam pozyskanie istotnych informacji na temat sygnałów mózgowych odzwierciedlających wybór dokonywany przez badanego.

Zdaniem dr Janet Allen, dyrektora ds. badań naukowych w brytyjskiej Radzie Badań Biologicznych i Biotechnologicznych: "Musimy najpierw zrozumieć, w jaki sposób funkcjonuje zdrowy mózg, zanim będziemy w stanie stwierdzić, co nie działa w mózgu osoby dotkniętej chorobą. Te badania pokazują również, że złożony mózg człowieka wytworzył niewiarygodnie sprawny mechanizm podejmowania prawidłowych decyzji, które prowadzą do udanych działań dnia codziennego - coś co z pewnością stanowiło znaczącą przewagę ewolucyjną."

"Pokazaliśmy, że doskonalimy się nie tylko na przykład w rozpoznawaniu znajomych twarzy w tłumie. Nasze wyniki pokazują, że wcześniejsze doświadczenia mogą szkolić pętle w naszym mózgu w zakresie rozpoznawania postrzeganych kategorii, a nie tylko podobieństwa fizycznego między wzorami wizualnymi" - powiedziała dr Kourtzi.

"Na podstawie uzyskanych wyników, wnioskujemy, że informacja nabyta na temat kategorii jest przechowywana w pętlach w tylnych obszarach mózgu. Stamtąd, jak sądzimy, jest przekazywana do pętli w czołowych obszarach, które przekładają tę informację na elastyczne decyzje i odpowiednie działania w zależności od wymogów i kontekstu zadania."

Źródło: CORDIS

Więcej informacji:

Neuron:
http://www.cell.com/neuron

Uniwersytet Birmingham:
http://www.bham.ac.uk/

Rada Badań Biologicznych i Biotechnologicznych:
http://www.bbsrc.ac.uk/

Źródło danych: Rada Badań Biologicznych i Biotechnologicznych; Neuron
Referencje dokumentu: Li S., Mayhew S.D., i Kourtzi Z. (2009) Learning shapes the representation of behavioral choice in the human brain. Neuron 62:441-52. DOI: 10.1016/j.neuron.2009.03.016.

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Unschooling - forma edukacji, w której uczenie się opiera się na zainteresowaniach, potrzebach i celach ucznia. Można spotkać się też z określeniami: naturalne uczenie się (natural learning), uczenie się prowadzone/kierowane przez dziecko (child-led learning, child-directed learning), uczenie się poprzez odkrywanie (discovery learning), radosne uczenie się (delight-led learning). pełny tekst

Drzewo decyzyjne graficzna metoda wspomagania procesu decyzyjnego, stosowana w teorii decyzji. Algorytm drzew decyzyjnych jest również stosowany w uczeniu maszynowym do pozyskiwania wiedzy na podstawie przykładów. pełny tekst

Decyzja to pojęcie z języka naturalnego, kluczowe we wszystkich naukach i jest wynikiem "podjęcia decyzji" lub mówiąc inaczej procesu decyzyjnego. Subtelna różnica między podjęciem decyzji, a procesem decyzyjnym jest tylko ta, że proces decyzyjny nie zawsze doprowadza do decyzji. Decyzją może być działanie/akt lub opinia/sąd w jakiejś sprawie. Aby proces decyzyjny miał sens, potrzebne są co najmniej dwie różne możliwości wyboru (kandydaci na decyzje), a więc istnienie alternatywy. pełny tekst

Uczenie nadzorowane jest to takie uczenie maszynowe, które zakłada obecność ludzkiego nadzoru nad tworzeniem funkcji odwzorowującej wejście systemu na jego wyjście. Taki nadzór polega na stworzeniu zestawu danych uczących, czyli par: pełny tekst

Uczenie nienadzorowane uczenie maszynowe, które zakłada brak obecności ludzkiego nadzoru nad tworzeniem funkcji odwzorowującej wejście systemu na jego wyjście. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".