Исследование показывает, что мозжечок мозга может формировать познание
Если наградить обезьяну соком, она научится, какой рукой двигать в ответ на конкретный визуальный сигнал, но только в том случае, если мозжечок функционирует правильно. Так говорят нейробиологи из Медицинской школы Питтсбургского университета и Колумбийского университета, которые недавно опубликовали в журнале Nature Communications результаты, показывающие, что область мозга играет решающую роль в обучении, основанном на вознаграждении.
Мозжечок, который находится у основания черепа позади соединения большого мозга и спинного мозга, хорошо известен своей ролью в регулировании движения, равновесия и координации, сказала соруководитель исследования Андреа Бостан. Хотя на его долю приходится около 10% массы мозга, мозжечок содержит почти 80% нейронов мозга.
«Давнее предположение о функции мозжечка заключалось в том, что он контролирует только то, как мы двигаемся. Однако теперь мы знаем, что существуют части мозжечка, которые связаны и, по-видимому, развивались вместе с областями головного мозга, которые контролируют то, как мы думаем», - сказала Бостан. «Поскольку мозжечок использует информацию об ошибках для постепенного уточнения движений, другое предположение заключалось в том, что он, вероятно, аналогичным образом способствует когнитивным функциям».
Чтобы лучше понять роль мозжечка в когнитивной деятельности, члены команды научили обезьян двигать левой или правой рукой в зависимости от того, какое изображение они видят на экране. Они получают глоток сока, если действуют правильно, и в конечном итоге учатся ассоциировать определенные визуальные сигналы с соответствующими движениями, чтобы получить награду.
Исследовательская группа определила часть мозжечка, которая связана с областью префронтальной коры, которая, как известно, участвует в изучении новых зрительно-моторных ассоциаций.
В предыдущей научной работе один из ведущих исследователей Навин Сендхилнатан из Колумбийского университета, показал, что в этой заднелатеральной области мозжечка активность нейронов, называемых клетками Пуркинье, изменяется, отражая процесс обучения зрительно-моторных ассоциаций в соответствии с вознаграждать результаты. Чтобы продемонстрировать, способствует ли эта область обучению, перед выполнением заданий обезьяны получали либо солевой раствор плацебо, либо препарат, который временно блокировал активность заднелатерального мозжечка.
Когда обезьянам предъявлялся символ, который они уже научились ассоциировать с определенным движением, они правильно выполняли задание. Если им дать физиологический раствор, обезьяны смогут выучить новую зрительно-моторную ассоциацию после 50–70 попыток. Но когда у них появился блокирующий агент, они изо всех сил пытались изучить новую ассоциацию, даже если один и тот же символ показывался неоднократно, пока они не поняли это правильно и не были вознаграждены.
«Таким образом, «когда вы деактивируете эту область мозжечка, вы ухудшаете новое обучение», — сказала Бостан. «Это происходит намного медленнее, происходит в ходе большего количества испытаний, и производительность не достигает прежнего уровня. Это конкретный пример того, как мозжечок использует информацию о вознаграждении для формирования когнитивных функций у приматов».
Она добавила, что инактивация заднелатеральной части мозжечка не вызывает изменений в выполнении движений, а инактивация других областей мозжечка не ухудшает обучение.
«Наше исследование предоставляет четкие доказательства того, что мозжечок важен не только для обучения навыкам выполнения умелых действий, но и для изучения того, какие действия наиболее ценны в определенных ситуациях», — сказала Бостан. «Это помогает объяснить некоторые немоторные трудности у людей с мозжечковыми расстройствами».
Обсудим?
Смотрите также:
