Specifični obrasci moždanih valova za različite stilove učenja

Novo istraživanje dodaje značajan uvid u to kako se različite vrste stilova učenja karakteriziraju u mozgu. Istražitelji vjeruju da novi uvidi mogu pomoći u ranom otkrivanju Alzheimerove bolesti i niza drugih neuroloških stanja koja utječu na eksplicitno i implicitno učenje.

Istražitelji objašnjavaju da učenje kako pedalirati bicikl i pamćenje pravila šaha zahtijeva dvije različite vrste učenja. Novo istraživanje sada prvi put pokazuje da se različite vrste učenja mogu razlikovati po uzorcima moždanih valova koje proizvode.

Ti različiti neuronski potpisi mogli bi voditi znanstvenike dok proučavaju temeljnu neurobiologiju kako oboje učimo motoričke vještine i radimo kroz složene kognitivne zadatke, kaže Earl K. Miller s MIT-a, profesor neuroznanosti i stariji autor članka.

Kompletni nalazi studije nalaze se u časopisu Neuron.

Kad neuroni pucaju, oni proizvode električne signale koji se kombiniraju i tvore moždane valove koji osciliraju na različitim frekvencijama. "Naš je krajnji cilj pomoći ljudima s nedostacima učenja i pamćenja", napominje Miller.

"Mogli bismo pronaći način da stimuliramo ljudski mozak ili optimiziramo tehnike treninga za ublažavanje tih nedostataka."

Neuronski potpisi mogu pomoći u identificiranju promjena u strategijama učenja koje se javljaju kod bolesti poput Alzheimerove bolesti, s ciljem da se ranije dijagnosticiraju te bolesti ili poboljšaju određene vrste učenja kako bi se pacijentima pomoglo da se nose s poremećajem, kaže Roman F. Loonis, apsolvent i student prvi autor rada.

Povijesno su znanstvenici mislili da je sve učenje isto. Tada su, kako objašnjava Miller, saznali za pacijente poput čuvenog Henryja Molaisona ili "H.M.", koji je 1953. razvio tešku amneziju nakon što mu je odstranjen dio mozga u operaciji za kontrolu epileptičnih napadaja.

Molaison se nije mogao sjetiti da je doručkovao nekoliko minuta nakon obroka, ali uspio je naučiti i zadržati motoričke vještine koje je naučio, poput trasiranja predmeta poput zvijezde petokrake u zrcalu.

„H.M. i drugi amnezijaci s vremenom su postajali sve bolji u tim vještinama, iako se prije nisu sjetili raditi te stvari ”, kaže Miller.

Podjela je otkrila da mozak sudjeluje u dvije vrste učenja i pamćenja - eksplicitnom i implicitnom.

Eksplicitno učenje “je učenje čega ste svjesni, kad razmišljate o onome što učite i možete artikulirati ono što ste naučili, poput pamćenja dugog odlomka u knjizi ili učenja koraka složene igre poput šaha, ”Objašnjava Miller.

„Implicitno učenje je suprotno. Mogli biste to nazvati učenjem motoričkih vještina ili memorijom mišića, vrstom učenja kojem nemate svjestan pristup, poput učenja vožnje bicikla ili žongliranja ", dodaje.

"Radeći to postajete sve bolji i bolji u tome, ali zapravo ne možete artikulirati ono što učite."

Međutim, mnogi zadaci, poput učenja sviranja novog glazbenog djela, zahtijevaju obje vrste učenja, napominje.

Kada su istraživači MIT-a proučavali ponašanje životinja koje uče različite zadatke, otkrili su znakove da bi različiti zadaci mogli zahtijevati eksplicitno ili implicitno učenje.

Na primjer, u zadacima koji su zahtijevali uspoređivanje i podudaranje dviju stvari, čini se da su životinje koristile i točne i netočne odgovore kako bi poboljšale svoje sljedeće podudaranje, što ukazuje na eksplicitan oblik učenja.

Ali u zadatku u kojem su životinje naučile pomicati pogled u jednom ili drugom smjeru kao odgovor na različite vizualne obrasce, samo su poboljšale svoje performanse kao odgovor na točne odgovore, sugerirajući implicitno učenje.

Štoviše, istraživači su otkrili da su ove različite vrste ponašanja popraćene različitim obrascima moždanih valova.

Tijekom eksplicitnih zadataka učenja zabilježen je porast alfa2-beta moždanih valova nakon ispravnog izbora, a porast delta-theta valova nakon pogrešnog izbora. Alfa2-beta valovi povećavali su se tijekom učenja tijekom eksplicitnih zadataka, a zatim su se smanjivali kako je učenje napredovalo.

Znanstvenici su također vidjeli znakove živčanog skoka aktivnosti koji se javlja kao odgovor na pogreške u ponašanju, nazvane negativnost povezana s događajima, samo u zadacima za koje se smatralo da zahtijevaju eksplicitno učenje.

Porast alfa-2-beta moždanih valova tijekom eksplicitnog učenja "mogao bi odražavati izgradnju modela zadatka", objašnjava Miller.

"A onda nakon što životinja nauči zadatak, alfa-beta ritmovi tada padaju, jer je model već izgrađen."

Suprotno tome, delta-theta ritmovi su se samo povećavali s točnim odgovorima tijekom implicitnog zadatka učenja, a smanjivali su se tijekom učenja. Miller kaže da bi ovaj obrazac mogao odražavati neuronsko "ponovno povezivanje" koje kodira motoričke vještine tijekom učenja.

"To nam je pokazalo da postoje različiti mehanizmi tijekom eksplicitnog i implicitnog učenja", napominje.

Loonis kaže da bi potpisi moždanih valova mogli biti posebno korisni u oblikovanju načina na koji podučavamo ili treniramo osobu dok uči određenom zadatku.

"Ako uspijemo otkriti vrstu učenja koje se događa, tada ćemo možda moći poboljšati ili pružiti bolje povratne informacije za tog pojedinca", kaže on.

"Na primjer, ako više koriste implicitno učenje, to znači da se vjerojatnije oslanjaju na pozitivne povratne informacije, a mi bismo mogli izmijeniti njihovo učenje kako bismo to iskoristili."

Neuralni potpisi također bi mogli pomoći u otkrivanju poremećaja poput Alzheimerove bolesti u ranijoj fazi, kaže Loonis.

"U Alzheimerovoj bolesti, vrsta eksplicitnog učenja činjenica nestaje s demencijom, a može doći i do vraćanja na drugu vrstu implicitnog učenja", objašnjava. "Budući da je jedan sustav učenja u kvaru, morate se osloniti na drugi."

Ranije studije pokazale su da su određeni dijelovi mozga poput hipokampusa usko povezani s eksplicitnim učenjem, dok su područja poput bazalnih ganglija više uključena u implicitno učenje.

Ali Miller kaže da studija moždanih valova ukazuje na „puno preklapanja u ova dva sustava. Dijele puno istih neuronskih mreža. "

Izvor: MIT