Дофамин улучшает изучение новой информации

Исследователи мозга во главе с Себастьяном Хэслером (NERF) выявили причинный механизм того, как новые стимулы способствуют обучению. Новизна информации напрямую активирует дофаминовую систему, которая отвечает за ассоциативное обучение. Полученные результаты имеют важное значение для улучшения стратегий обучения и разработки алгоритмов машинного обучения.

Новизна и обучение

Фундаментальный тип обучения, известный как обучение ассоциативное,  включает в себя связь стимула или действия с положительным или отрицательным результатом. Ассоциативное обучение лежит в основе многих наших повседневных поступков: например, мы поощряем детей за выполнение домашней работы или запрещаем им играть на компьютере, если они плохо себя ведут.

Еще с 1960-х годов ученые знают, что новизна облегчает ассоциативное обучение. Однако механизмы, лежащие в основе этого явления, оставались неизвестными.

– Предыдущие работы предполагали, что новизна может активировать дофаминовую систему в мозге. Поэтому мы посчитали, что это может также способствовать ассоциативному обучению.- говорит профессор Себастьян Хэслер, который руководил исследованием.

Вынюхивание новизны

Чтобы проверить как новизна активирует дофаминовые нейроны, исследователи подвергли мышей воздействию знакомых и не знакомых запахов.

– Когда мыши сталкиваются с новым стимулом, они очень возбуждаются и начинают очень быстро принюхиваться. Это естественное, спонтанное поведение демонстрирует восприятие новизны.- объясняет доктор Кагатай Айдын, кандидат наук в группе Себастьяна Хэслера. Эксперименты на мышах подтвердили, что дофаминовые нейроны активируются не знакомыми новыми запахами.

На втором этапе мышей обучали ассоциировать знакомые и не знакомые запахи с вознаграждением.

“Когда мы специально блокировали активацию дофамина новыми стимулами в некоторых испытаниях, то отмечали замедление обучения. С другой стороны, стимуляция дофаминовых нейронов во время воздействия уже знакомых стимулов ускоряла процесс обучения.- говорит Иоахим Морренс, аспирант исследовательской группы.

Ценность новизны

Полученные данные показывают, что активация дофамина не известными ранее стимулами способствует обучению. Они также напрямую экспериментально поддерживают теоретические основы в области компьютерных наук, которые рассматривают “бонус новизны” в качестве положительного эффекта влияния новой информации. Включение такого бонуса может ускорить алгоритмы машинного обучения и повысить его эффективность.

С практической точки зрения, полученные результаты напоминают нам о необходимости чаще нарушать устоявшийся порядок вещей и приобретать необычный опыт, чтобы эффективнее осваивать новые знания и умения.

Поделиться ссылкой