Ptaki i ssaki mają w mózgu taki sam obwód uczenia się :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Badania pokazują, jak rytmy mózgu wpływają na proces uczenia się

Ptaki śpiewające wyjaśnią działanie ludzkiego mózgu

Unijni naukowcy wykorzystują terapię genową do spowolnienia choroby mózgu

Naukowcy odkryli białka odpowiedzialne za ponad 130 chorób mózgu

Naukowcy identyfikują koniugujące transpozony w mózgu człowieka

Model zbiorowego lądowania ptaków opracowany w ramach badań finansowanych ze środków unijnych

W ramach przełomowych badań prowadzonych pod kierunkiem Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA naukowcy odkryli ewolucyjne powiązanie między ptakami a ssakami. Pomimo znacznych różnic anatomicznych w budowie kory mózgu, ptaki i ssaki korzystają z takiego samego mechanizmu uczenia się. Badania, sfinansowane w części z grantu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, podkreślają wagę przypuszczenia, że takie lekcje o uczeniu się mogą wywrzeć stymulujący wpływ na wiedzę o biologii człowieka i przełożyć się na opracowanie nowych metod leczenia człowieka, np. w przypadku choroby Parkinsona. Odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie Journal of Neuroscience.

Naukowcy często wykorzystują proces uczenia się śpiewu przez ptaki jako system modelowy do analizy ogólnych zasad uczenia się, a w szczególności tych dotyczących skomplikowanych działań. Eksperci uznają uczenie się ptasiego śpiewu za bardzo stereotypową formę uczenia się. Niemniej z perspektywy naukowej porównanie systemu ptasiego z systemem ssaków nigdy nie było łatwe z uwagi na różnice w budowie kory mózgowej obydwu grup. Dzięki przeprowadzonym badaniom zespół MIT, wraz z kolegami z Uniwersytetu Hebrajskiego w Izraelu, zidentyfikował konkretne klasy neuronów w mózgu ptaków śpiewających i zestawił je z ich odpowiednikami w mózgach ssaków.

Przedmiotem badań był region mózgu nazywany zwojami podstawy mózgu, tj. zestaw struktur neuronowych występujących głęboko w korze. Te ściśle połączone ze sobą skupiska komórek nerwowych odgrywają kluczową rolę w umiejętności uczenia się i tworzenia nawyków. Naukowcy wiążą zwoje podstawy mózgu z różnymi zaburzeniami, takimi jak zaburzenie obsesyjno-kompulsywne czy choroba Parkinsona. Zdaniem naukowców na chorobę Parkinsona mają wpływ w szczególności dwie kluczowe struktury: prążkowie grzbietowe i gałka blada. Struktury te, zlokalizowane w zwojach podstawy mózgu, mają kluczowe znaczenie dla uczenia się sekwencji motorycznych.

Coraz większa liczba badań wskazuje na to, że ptaki posiadają podobne obwody mózgowe, które leżą u podłoża uczenia się przez nie śpiewu. Główna różnica polega jednak na podziałach anatomicznych, które nie występują u ptaków. Typy komórek w zwojach podstawy mózgu są przemieszane w maleńkiej strukturze zwanej "obszarem X".

Dr Jesse Goldberg i profesor Michale Fee z MIT zarejestrowali aktywność elektryczną pojedynczych neuronów w mózgach młodych zeberek. Za pomocą mikrosondy z napędem umieścili elektrody w obszarze X. Schematy aktywności elektrycznej generowane w czasie śpiewu ptaków pozwoliły naukowcom na precyzyjne wskazanie dwóch odrębnych klas neuronów, które cechują się odmiennymi schematami aktywacji. Zapisy porównano ze schematami aktywności zarejestrowanymi z dwóch znanych ścieżek anatomicznych gałki bladej małpy.

Naukowcy odkryli, że ścieżki tych dwóch gatunków są bardzo podobne, mimo że u ptaków tempo aktywacji jest znacznie większe (do 700 impulsów na sekundę, co eksperci oceniają jako jedne z najszybszych neuronów). Zespół ustalił również, że jedna z dwóch klas u ptaków ma takie same typy połączeń jak naczelne.

"Nasze wyniki zdecydowanie sugerują, że te same obwody w mózgu leżą u podstaw uczenia się ptaków i ssaków, mimo powierzchownych różnic anatomicznych" - wyjaśnia dr Goldberg, który pracuje w Instytucie Badań nad Mózgiem im. McGoverna przy MIT. "Obwód ten musiał się wykształcić co najmniej 300 milionów lat temu, przed rozdzieleniem się ptaków i ssaków."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Propagacja wsteczna - podstawowy algorytm uczenia z nauczycielem wielowarstwowych jednokierunkowych sieci neuronowych. Podaje on przepis na zmianę wag dowolnych połączeń elementów przetwarzających rozmieszczonych w sąsiednich warstwach sieci. Oparty jest on na minimalizacji sumy kwadratów błędów uczenia z wykorzystaniem optymalizacyjnej metody największego spadku. Dzięki zastosowaniu specyficznego sposobu propagowania błędów uczenia sieci powstałych na jej wyjściu, tj. przesyłania ich od warstwy wyjściowej do wejściowej, algorytm propagacji wstecznej stał się jednym z najskuteczniejszych algorytmów uczenia sieci. pełny tekst

Teoria społecznego uczenia się Alberta Bandury jest rozwinięciem teorii uczenia się. Według Bandury uczenie się zachowań zachodzi jednak nie tylko poprzez warunkowanie reaktywne i warunkowanie sprawcze, ale także poprzez obserwowanie zachowań innych ludzi. Ten sposób uczenia się można nazwać modelowaniem lub naśladowaniem. 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".