10.4 C
Brüsszel
Március csütörtök, 28, 2024
HírekAz egerek valójában sokkal gyorsabban tudnak tanulni, mint azt korábban gondolták

Az egerek valójában sokkal gyorsabban tudnak tanulni, mint azt korábban gondolták

NYILATKOZAT: A cikkekben közölt információk és vélemények az azokat közölők sajátjai, és ez a saját felelősségük. Publikáció in The European Times nem jelenti automatikusan a nézet jóváhagyását, hanem a kifejezés jogát.

NYILATKOZAT FORDÍTÁSA: Ezen az oldalon minden cikk angol nyelven jelent meg. A lefordított verziók egy neurális fordításként ismert automatizált folyamaton keresztül készülnek. Ha kétségei vannak, mindig olvassa el az eredeti cikket. Köszönöm a megértésed.

Egérsajt labirintus

Új kísérleti elrendezés az állatok viselkedésének és tanulásának tanulmányozásához.

A munkába járás hétköznapi dolognak tűnhet, de remek példája annak, hogy agyunknak milyen bonyolult feladatokat kell naponta végrehajtania: navigáció, memória, döntéshozatal, érzékszervi feldolgozás stb. A kutatók gyakran használnak állatmodelleket, például egereket, hogy tanulmányozzák az ilyen viselkedések hátterében álló idegi folyamatokat. Az egereken végzett tanulás tanulmányozására használt feladatok közül azonban sok nem „természetes” – nem olyan viselkedés, amelyet az egér élete során végezhet.

A Caltech kutatói most egy tanulmányt végeztek, amelyben azt mérték, hogy az egerek hogyan navigálnak egy bonyolult labirintusban, és új keretet javasolnak az állatok összetett viselkedésének és tanulásának tanulmányozására. Az egerek gyorsan megtanulták, hogyan kell navigálni ebben az ismeretlen környezetben, körülbelül 1,000-szer gyorsabban, mint az egerek általában az egyszerű, de természetellenes feladatokat. A tanulmány hatással van arra, hogyan gondolkodunk az agyról és a testnek az intelligenciában betöltött szerepéről. Érdekes módon a Caltech végzős hallgatói az egerekhez hasonlóan teljesítettek ugyanannak a labirintusnak a szimulált változatában.

A kutatás Markus Meister (PhD '87), Anne P. és Benjamin F. Biaggini biológiai tudományok professzora, valamint Pietro Perona, Allen E. Puckett elektromérnöki professzor laborjainak együttműködése. A tanulmányt leíró cikk az interneten jelent meg a folyóiratban eLife július 21, 2021.

Matthew Rosenberg és Tony Zhang végzős hallgatók megvitatják új kísérleti rendszerüket, amellyel megfigyelhetik, hogyan tanulnak az egerek naturalista környezetben. hitel: Caltech

Képzeld el, hogy egy kormánykerék áll előtted. Amikor balra kigyullad a lámpa, balra kell fordítania a kormányt; amikor a lámpa kigyullad a jobb oldalon, jobbra kell fordítania a kormányt. Tekintettel arra, hogy csak két döntést kell meghozni – balra vagy jobbra fordulni –, valószínűleg nem tartana időt ennek az egyszerű feladatnak a megtanulására. Egy laboratóriumi egérnek azonban körülbelül 10,000 80 próbára lehet szüksége ahhoz, hogy megfelelően megtanulja, hogyan kell elvégezni egy ehhez hasonló feladatot. Még ekkor is előfordulhat, hogy az egér csak az esetek XNUMX százalékában tudja helyesen csinálni. A feladat, bár az ember számára egyszerűnek tűnik, egy egér számára nem túl természetes vállalkozás.

„Az elmúlt néhány évben olyan kísérleti megközelítéseket próbáltunk kifejleszteni, amelyek jobban tiszteletben tartják az állatok természetes viselkedésének összetettségét, olyan dolgokat, amelyek jobban hasonlítanak ahhoz, amit az állatok a való világban csinálnak” – mondja Meister.

Matthew Rosenberg és Tony Zhang végzős hallgatók vezetésével a csapat egy összetett útvesztőt dolgozott ki az egerek számára, amelyeket felfedezni tudtak, 63 döntési csomóponttal és 64 lehetséges végponttal. A labirintuson belül van egy vízkikötő, amely egy kis vízcseppet adagol. A kutatók egy egeret engedtek be a labirintusba otthoni ketrecéből, és egy éjszakán keresztül engedték, hogy tetszés szerint felfedezhesse. Egy videokamera követte az egér mozgását, és számszerűsítette a felfedező viselkedést.

„Ebben a tanulmányban egy egeret teszünk ki egy összetett labirintus környezetnek, bekapcsolunk egy kamerát, és egyszerűen kimegyünk a szobából” – mondja Meister. „Nem gyakorolunk semmilyen befolyást az állatra. Csak hét órával később térünk vissza, és elemezzük a videókat arról, hogy mit csinált az egér ezalatt. Megengedjük az egérnek, hogy olyan döntéseket hozzon, amelyeket az egerek hoznak, ahelyett, hogy valamilyen elvont feladat elfogadására kényszerítenénk őket, aminek valójában nincs jelentősége.”

A kísérletek körülbelül felében az egér szomjas volt, és feltételezhető volt, hogy a vízkeresési törekvés motiválta. A másik felében az egerek jóllaktak. Bár a szomjas egér nem tudja, hogy van benne víz, módszeresen fel fogja fedezni a labirintust. A vízi kikötő első felfedezése után az egér átlagosan mindössze 10 kísérletet tesz, hogy kitalálja a leghatékonyabb, legközvetlenebb útvonalat a kikötőhöz otthoni ketrecéből. A legközvetlenebb út hat helyes döntést igényel.

A vizsgálatban használt 19 egér mindegyike betartott bizonyos „felderítési szabályokat”. Például amikor találkozási ponttal találkozik, az egér választhat, hogy balra, jobbra vagy visszafelé megy, ahogy jött. Mind a 19 egér erősen előszeretettel haladt előre, és nem fordul meg. Ezenkívül az egerek felváltva balra és jobbra fordultak a felfedezés során. Hogy ezek a „szabályok” tapasztalatok eredményeként születtek-e, vagy genetikailag beágyazódnak az agyba, azt még felfedezni kell.

Rosenberg és Zhang ezután létrehozta a labirintus másolatát videojátékként, és felkérték végzős diáktársaikat, hogy digitálisan fedezzék fel a labirintust. A diákok az egerekhez hasonlóan teljesítettek, hasonló számú sikeres tapasztalat után megtanulták a navigációt.

Az egerek „gyors” tanulásának kulcsfontosságú eleme az a jelenség, amelyet a kutatók „hirtelen belátásnak” neveztek. A hagyományosabb egér tanulási kísérletekben, például a kormánykerék-feladatnál, a laboregér lassan tanul, fokozatosan javítva a feladat helyes végrehajtásában. De a labirintus paradigmában minden egér egyfajta „villanykörte pillanatot” mutatott, amikor úgy tűnt, hogy hirtelen megértették, hogyan kell eligazodni a labirintusban.

„Azt látjuk, hogy a legtöbb jutalmazott egérnél – akiknél a szomjúság lehetett a hajtóerő – hirtelen valami „kattan” – mondja Zhang. "Ezt az aha pillanatot követően az állatok sokkal gyakrabban kezdenek összetett, de közvetlen utakat választani a vízhez, ami azt jelzi, hogy a labirintusban való navigációval kapcsolatos tudásukat összességében egyesítik."

„Megtaláltuk a módját egy olyan feladat megtervezésének, amely az egerek alapvető képességeit aknázza ki” – mondja Rosenberg. „Vannak, akik azt mondják, hogy az egerek ostobák, de ha kiaknázzuk az alapvető evolúciós rést, lehetőségünk nyílik megfigyelni a képzett viselkedést. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy valóban megértsük, hogyan zajlik a tanulás.”

Hivatkozás: „Az egerek egy labirintusban gyors tanulást, hirtelen belátást és hatékony felfedezést mutatnak” Matthew Rosenberg, Tony Zhang, Pietro Perona és Markus Meister, 21. július 2021. eLife.
DOI: 10.7554/eLife.66175

A cikk címe: „Egerek labirintusban: gyors tanulás, hirtelen betekintés és hatékony felfedezés”. Matthew Rosenberg és Tony Zhang végzős hallgatók társszerzők. További társszerzők Perona és Meister. A finanszírozást a Simons Collaboration on the Global Brain, a National Science Foundation és a Google biztosította. Meister és Perona a Caltech Tianqiao és Chrissy Chen Idegtudományi Intézetének oktatói.

- Reklám -

Még több a szerzőtől

- EXKLUZÍV TARTALOM -spot_img
- Reklám -
- Reklám -
- Reklám -spot_img
- Reklám -

Muszáj elolvasni

Legfrissebb cikkek

- Reklám -