Tiếng ồn thần kinh giúp bạn học 30.03.2015

Hai mươi năm trước, các nhà thần kinh học Stanford đã phát hiện ra hoạt động tiếng ồn kỳ lạ ở một số tế bào thần kinh não: chúng phản ứng với những kích thích dường như không liên quan gì đến chúng. Và hoạt động như vậy phát sinh chính xác khi bộ não đưa ra quyết định. Bản thân thí nghiệm như sau: các động vật thí nghiệm phải xác định cách các chấm trên màn hình di chuyển, từ phải sang trái hoặc từ trái sang phải; trong trường hợp một câu trả lời đúng, một phần thưởng đã được trao. Với sự trợ giúp của một mô hình như vậy, có thể nghiên cứu những quá trình nào trong não đi kèm với sự hình thành các loại. Việc phân loại các đối tượng và hiện tượng là một trong những đặc điểm chung nhất của tâm lý làm nền tảng cho việc học, và sẽ thực sự thú vị nếu biết những gì đang xảy ra trong não vào lúc này. Trong trường hợp này, dễ hiểu, cần phải phân biệt hai loại vật thể: những vật thể chuyển động theo một hướng và những vật thể chuyển động theo hướng ngược lại.

Kết quả là, có thể tìm thấy một nhóm tế bào thần kinh phản ứng với chuyển động, và trong số đó có những tế bào thần kinh trở nên đặc biệt tích cực vào thời điểm đưa ra quyết định. Tuy nhiên, hoạt động của họ trông như thể một số ô hét “từ phải sang trái!” Để đáp lại điểm, trong khi những ô khác hét “từ trái sang phải!” Để đáp lại cùng một điểm, bất kể điểm thực sự di chuyển ở đâu. Mức độ tiếng ồn được giảm xuống với sự trợ giúp của phần thưởng cho câu trả lời đúng - nó điều chỉnh các tế bào thần kinh, khiến chúng trở nên kén chọn hơn và ít ồn ào hơn, để chúng bắt đầu chỉ phản ứng với các điểm của một, loại "của chúng". Và điều đặc biệt kỳ lạ là tiếng ồn thần kinh hoàn toàn không xảy ra ở những vùng của vỏ não thường liên quan đến việc ra quyết định.

Tại sao các tế bào thần kinh lại ồn ào ở phần "không phải lõi" của não, chúng tôi chỉ mới tìm ra được phần nào bây giờ, với sự trợ giúp của một mô hình máy tính do Tatiana Engel và các đồng nghiệp của cô phát triển; kết quả nghiên cứu của họ được công bố trên Nature Communications. Mô hình đã mô phỏng hoạt động của các mạch thần kinh kết nối các vùng cảm giác của não với việc phân loại chúng. Tế bào thần kinh ảo "quan sát" các điểm di chuyển theo các hướng khác nhau và chúng phải được chia thành hai lớp giống nhau, "phải" và "trái" - như trong thí nghiệm ban đầu với động vật.

Một mạch thần kinh mô phỏng, không giống như mạch thật, có thể bị tước đi khả năng tạo ra tiếng ồn, điều mà các nhà nghiên cứu đã làm. Nhưng hóa ra là nếu không có nhiễu thần kinh đi kèm với sự lựa chọn, thì việc hình thành các phạm trù là không thể. Nói cách khác, để một lớp điểm di chuyển từ phải sang trái hình thành trong tâm trí, não bộ phải đưa ra lựa chọn trong điều kiện "ồn ào", khi đó một số tế bào thần kinh sẽ đồng thời "kích động" vì câu trả lời sai. Nếu chúng ta bỏ qua các điểm và chọn một ví dụ thực tế hơn, thì hãy tưởng tượng rằng mỗi sáng bạn chọn giữa một tách cà phê và một tách trà. Bạn đưa ra lựa chọn mỗi ngày trong một tuần, hai tuần, một tháng, sáu tháng, và cuối cùng bạn đi đến kết luận rằng một tách cà phê buổi sáng chính là thứ bạn cần. Nhưng nếu đột nhiên xảy ra trường hợp não của bạn đưa ra lựa chọn mà không có bất kỳ tiếng ồn nào, thì đơn giản là bạn sẽ không hình thành mối liên hệ giữa giờ sáng và cà phê, khái niệm về cà phê buổi sáng sẽ không còn nữa.

Tất nhiên, có một sự cám dỗ lớn ở đây để giải thích nhiễu thần kinh là "nghi ngờ", hoặc là "sự cần thiết phải xem xét tất cả các giải pháp khả thi." Tuy nhiên, những công thức như vậy thuộc về lĩnh vực triết học, mà cho đến nay chúng ta khó có thể tương quan với các hiện tượng sinh lý thần kinh cụ thể. Tuy nhiên, rất có thể dữ liệu mới trong tương lai sẽ cho phép tạo ra một số phương pháp phần cứng cải thiện khả năng nhận thức - thông qua việc quản lý nhiễu thần kinh. Nhưng hiện tại, vẫn còn phải xem nó thực sự đến từ đâu: liệu có phải do các bộ phận cảm giác tạo ra nó, hay liệu nó được tạo ra bởi các khu vực khác của não liên quan trực tiếp đến việc ra quyết định, hoặc liệu cả giác quan và nhận thức. các bộ phận có liên quan ở đây.