Specifikus agyhullám minták a különböző tanulási stílusokhoz

Egy új kutatás jelentős betekintést nyújt abba, hogyan jellemzik a különböző típusú tanulási stílusokat az agy. A nyomozók úgy vélik, hogy az új felismerések segíthetnek az Alzheimer-kór és számos más neurológiai állapot korai felismerésében, amelyek befolyásolják az explicit és implicit tanulást.

A nyomozók elmagyarázzák, hogy a kerékpárral való járás megtanulásához és a sakk szabályainak memorizálásához két különböző típusú tanulás szükséges. Az új kutatás most először mutatja, hogy a tanulás különböző típusai megkülönböztethetők az általuk létrehozott agyhullám-minták alapján.

Ezek a különféle idegi aláírások irányíthatják a tudósokat, amikor tanulmányozzák annak alapjául szolgáló neurobiológiát, hogy miként tanuljuk mind a motoros készségeket, mind pedig a komplex kognitív feladatokon keresztül dolgozunk - mondja az MIT Earl K. Miller, az idegtudomány professzora és a cikk vezető szerzője.

A teljes tanulmányi eredményeket a folyóirat tartalmazza Idegsejt.

Amikor az idegsejtek tüzelnek, elektromos jeleket hoznak létre, amelyek egyesülve különböző frekvenciákon lengő agyhullámokat képeznek. "Végső célunk a tanulásban és memóriahiányban szenvedők segítése" - jegyzi meg Miller.

"Találhatunk egy módot az emberi agy stimulálására, vagy optimalizálhatjuk a képzési technikákat e hiányok enyhítésére."

Az idegi aláírások segíthetnek azonosítani a tanulási stratégiákban bekövetkező változásokat, amelyek olyan betegségekben fordulnak elő, mint az Alzheimer-kór, szem előtt tartva e betegségek korábbi diagnosztizálását vagy a tanulás bizonyos fajtáinak fokozását, hogy segítsenek a betegeknek megbirkózni a rendellenességgel - mondja Roman F. Loonis, végzős hallgató a cikk első szerzője.

Történelmileg a tudósok azt gondolták, hogy minden tanulás azonos. Aztán, ahogy Miller elmagyarázza, olyan betegekről értesültek, mint a híres Henry Molaison vagy a „H.M.”, akinek 1953-ban súlyos amnézia alakult ki, miután agyának egy részét eltávolították az epilepsziás rohamai kezelésére szolgáló műtét során.

Molaison nem emlékezett rá, hogy néhány perccel az étkezés után reggelizett, de képes volt megtanulni és megtartani a megtanult motoros készségeket, például olyan tárgyak felkutatását, mint egy ötágú csillag a tükörben.

„H.M. és más amnéziások jobban fejlődtek ezekben a képességekben az idő múlásával, annak ellenére, hogy korábban nem emlékeztek ezekre a dolgokra ”- mondja Miller.

A megosztottság feltárta, hogy az agy kétféle tanulásban és memóriában vesz részt - explicit és implicit.

Az explicit tanulás „az a tanulás, amelyről tudatosan tudatában vagy, amikor belegondolsz, amit tanulsz, és megfogalmazhatod a tanultakat, például megjegyezhetsz egy hosszú szövegrészt egy könyvben, vagy megtanulhatsz egy olyan összetett játék lépéseit, mint a sakk, - magyarázza Miller.

„Az implicit tanulás ezzel ellentétes. Nevezheted motoros tanulásnak vagy izommemóriának, olyan tanulásnak, amelyhez nincs tudatos hozzáférésed, például biciklizni vagy zsonglőrködni ”- teszi hozzá.

"Ezzel egyre jobbá válik, de nem igazán tudja megfogalmazni, amit tanul."

Számos feladat azonban, például egy új zenemű megtanulása, mind a kétféle tanulást megköveteli - jegyzi meg.

Amikor az MIT kutatói a különböző feladatokat tanuló állatok viselkedését tanulmányozták, azt találták, hogy a különböző feladatok kifejezett vagy hallgatólagos tanulást igényelhetnek.

Azoknál a feladatoknál, amelyek két dolog összehasonlítását és összehangolását igényelték, például úgy tűnt, hogy az állatok helyes és helytelen válaszokat is használnak a következő mérkőzések javításához, jelezve a tanulás kifejezett formáját.

De egy olyan feladatban, ahol az állatok megtanulták a tekintetüket egy vagy másik irányba mozgatni a különböző vizuális mintákra reagálva, csak a helyes válaszokra reagálva javították teljesítményüket, implicit tanulásra utalva.

Ráadásul a kutatók megállapították, hogy ezeket a különböző viselkedéstípusokat az agyhullámok különböző mintázata kíséri.

Az explicit tanulási feladatok során az alfa2-béta agyhullámok növekedése a helyes választás után, a delta-theta hullámok növekedése volt a helytelen választás után. Az alfa2-béta hullámok a kifejezett feladatok során növekszenek a tanulással, majd a tanulás előrehaladtával csökkentek.

A kutatók a magatartási hibákra adott válaszként bekövetkező idegi tüske jeleit is látják, amelyeket esemény-negatívumnak neveznek, csak azokban a feladatokban, amelyekről azt hitték, hogy kifejezetten meg kell tanulniuk.

Az explicit tanulás során az alfa-2-béta agyhullámok növekedése „tükrözheti a feladat modelljének felépítését” - magyarázza Miller.

"És miután az állat megtanulta a feladatot, az alfa-béta ritmusok leesnek, mert a modell már felépült."

Ezzel szemben a delta-theta ritmusok csak implicit tanulási feladat során növekedtek helyes válaszokkal, és csökkentek a tanulás során. Miller szerint ez a minta tükrözheti a neurális „újracsatlakozást”, amely a motoros készséget kódolja a tanulás során.

"Ez megmutatta, hogy az explicit és az implicit tanulás során különböző mechanizmusok játszanak szerepet" - jegyzi meg.

Loonis szerint az agyhullám-aláírások különösen hasznosak lehetnek annak kialakításában, hogyan tanítsuk vagy képezzük az embert, amikor egy adott feladatot megtanulnak.

"Ha fel tudjuk fedezni a folyamatban lévő tanulást, akkor képesek lehetünk javítani vagy jobb visszajelzést adni az adott egyén számára" - mondja.

"Például, ha többet használnak implicit tanulással, ez azt jelenti, hogy nagyobb valószínűséggel támaszkodnak a pozitív visszajelzésekre, és ennek előnyeit kihasználva módosíthatnánk a tanulásukat."

Az idegi aláírások segíthetnek olyan rendellenességek felderítésében is, mint például az Alzheimer-kór egy korábbi stádiumban - mondja Loonis.

"Az Alzheimer-kórban egyfajta explicit ténytanulás eltűnik a demenciával, és visszatérhet egy másikfajta implicit tanuláshoz" - magyarázza. "Mivel az egyik tanulási rendszer nem működik, egy másikra kell támaszkodni."

Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az agy bizonyos részei, például a hippocampus, szorosabban kapcsolódnak az explicit tanuláshoz, míg az olyan területek, mint a bazális ganglionok, jobban részt vesznek az implicit tanulásban.

De Miller szerint az agyhullám-tanulmány azt mutatja, hogy „sok átfedés van ebben a két rendszerben. Sok ugyanazon ideghálózat van bennük. "

Forrás: MIT