Gyvenimas gali būti sudėtingas. Turime tiek daug sprendimų. Gerai, kad mums padeda orbitofrontalinė žievė ir hipokampas. Pasak mokslininkų iš UC Santa Barbara, šios smegenų sritys veikia kartu, kad padėtų mums rūšiuoti užduotis, kurioms reikia išspręsti dviprasmybę, ty situacijas, kai dirgiklių reikšmė keičiasi priklausomai nuo konteksto.
„Norėčiau teigti, kad tai yra pažinimo pagrindas“, – sakė UCSB neurologas Ronas Keiflinas, kurio laboratorija tiria neuronines grandines, slypinčias už vertinimo ir sprendimų priėmimo.
„Štai kodėl mes nesielgiame kaip paprasti robotai, visada vienodai reaguojantys į kiekvieną dirgiklį. Mūsų gebėjimas suprasti, kad tam tikrų dirgiklių reikšmė priklauso nuo konteksto, suteikia mums lankstumo; būtent tai leidžia mums veikti situacijai tinkamas būdas“.
Pavyzdžiui, jis sakė, kad jūsų telefonas gali skambėti, bet tai, ar atsiliepsite, priklausys nuo įvairių veiksnių, įskaitant tai, kur esate, ką veikiate, koks laikas, kas gali skambinti ir kitos detalės. Keiflinas sakė, kad tai yra vienas stimulas, tačiau, atsižvelgiant į fonines aplinkybes, jis bus apdorojamas skirtingai ir jūs galite nuspręsti su juo elgtis kitaip.
Tyrimas, paskelbtas žurnale Dabartinė biologijayra pirmasis, kuris priežastiniu būdu patikrino santykinį orbitofrontalinės žievės ir hipokampo indėlį į šį kontekstinį aiškinimo procesą.
Įprasminimas
Orbitofrontal (OFC) užima priekinę smegenų dalį tiesiai virš akių. Tai siejama su atlygio vertinimu, planavimu, sprendimų priėmimu ir mokymusi. Nugarinis hipokampas (DH) yra toliau atgal, giliau į smegenis ir yra susijęs su erdvine navigacija ir epizodine atmintimi.
„Istoriškai orbitofrontalinės žievės ir hipokampo tyrimai vyko iš esmės lygiagrečiai, tačiau galiausiai šios skirtingos tyrimų kryptys padarė labai panašias išvadas dėl šių dviejų smegenų regionų”, – sakė Keiflinas.
„Idėja ta, kad šiose dviejose smegenų srityse yra užkoduotas pasaulio struktūros „kognityvinis žemėlapis“, – sakė jis ir pažymėjo, kad tai nebūtinai turi būti vien erdvinis žemėlapis. „Tai priežastinės aplinkos struktūros žemėlapis; galite naudoti šį žemėlapį, norėdami mintyse imituoti savo veiksmų pasekmes ir pasirinkti geriausią kelią į priekį.”
Šis kognityvinis žemėlapis yra būtent tai, ką reikia suprasti, kad užuominos reikšmė priklauso nuo konteksto. Tačiau prieš šį tyrimą atliktuose tyrimuose nebuvo aiškiai patikrintas šių regionų vaidmuo nustatant kontekstinį aiškinimą.
Siekdami suprasti, kaip šie du regionai prisidėjo prie konteksto išaiškinimo, mokslininkai sukūrė eksperimentą, kurio metu žiurkėms buvo būdingi trumpi garsiniai signalai, pateikiami šviesiame arba tamsiame kontekste (kontekstas buvo pakeistas įjungiant arba išjungiant lemputę). Garsiniai signalai kartais paskatintų atlygį (šiek tiek cukraus vandens), bet ne visada; kitais atvejais tie patys ženklai neturėtų jokios pasekmės, todėl jie būtų dviprasmiški atlygio pranašumai.
Galiausiai žiurkės sužinojo, kad vienas klausos signalas buvo apdovanotas tik šviesiame, bet ne tamsaus kontekste; o kito klausos signalo atveju buvo atvirkščiai. Kitaip tariant, jie sužinotų, kad užuominų reikšmė priklauso nuo konteksto.
Tyrėjai žinojo, kada žiurkė išmoko atskirti dvi situacijas, kai žiurkės priėjo prie cukraus vandens puodelio ir laižėsi, laukdamos atlygio vienoje aplinkoje, arba ne, kitoje aplinkoje.
Norėdami nustatyti, kaip orbitofrontalinė žievė ir hipokampas buvo įtraukti į šį konteksto išaiškinimo procesą, mokslininkai naudojo „chemogenetiką“ – įrankį, leidžiantį laikinai inaktyvuoti bet kurią iš šių struktūrų atliekant užduotį.
Jie nustatė, kad OFC inaktyvavimas turėjo didelį poveikį užduočiai. Be funkcinio OFC žiurkės nebegalėjo naudotis kontekstu, kad informuotų savo prognozes ir reguliuotų savo atlygio siekimo elgesį. Keista, kad atliekant šią užduotį DH iš esmės buvo būtinas; žiurkės buvo visiškai nesujaudintos dėl jų hipokampo inaktyvavimo ir jos toliau atliko užduotį labai tiksliai.
Ar tai reiškia, kad DH nedalyvauja nustatant kontekstinį aiškinimą? Ne visai. Svarbiausias momentas jų laboratorijoje buvo tada, kai mokslininkai suprato, kad žinios yra svarbios ne tik norint prisiminti ankstesnį mokymąsi, bet ir būtinos būsimam mokymuisi.
„Jei įeičiau į pažangiosios matematikos paskaitą, suprasčiau ir išmokčiau labai mažai“, – sakė Keiflinas. „Bet kas nors labiau išmanantis matematiką galėtų suprasti medžiagą, o tai labai palengvintų mokymąsi.
„Taikant mūsų užduotį, manėme, kad išankstinės žinios apie konteksto priklausomus santykius palengvintų naujų nuo konteksto priklausomų santykių mokymąsi“, – tęsė jis. „Ir iš tikrųjų tai yra būtent tai, ką mes pastebėjome.”
Pasak jo, žiurkėms prireikė daugiau nei keturių mėnesių mokymo, kad išmoktų pradines nuo konteksto priklausomas poras; tačiau turėdamos pažintinį nuo konteksto priklausomų santykių žemėlapį, žiurkės gali išmokti naujų nuo konteksto priklausomų santykių vos per kelias dienas.
Taikydami tą patį chemogenetinį metodą, mokslininkai ištyrė OFC vaidmenį ir DH yra ši žinių pagreitinta mokymosi forma. Šį kartą jie nustatė, kad tiek OFC, tiek DH buvo būtini. Be šių struktūrų žiurkės negalėtų panaudoti savo ankstesnių žinių, kad padarytų išvadų apie naujus nuo konteksto priklausomus santykius.
Daroma išvada, kad tiek OFC, tiek DH prisideda prie kontekstinio aiškinimo, tačiau iš dalies skirtingais būdais: OFC yra būtinas naudojant kontekstines žinias elgsenai reguliuoti, kita vertus, DH yra svarbesnis naudojant kontekstines žinias siekiant palengvinti naują kontekstinį mokymąsi.
Tai, kad išankstinės žinios daro įtaką mokymuisi, yra gerai žinoma psichologijoje ir gerai žinoma pedagogų. Tačiau neurologijos tyrimuose tai dažnai ignoruojama, pažymėjo Keflinas.
„Geresnis neurobiologinis šio greito mokymosi ir nuo konteksto priklausomų santykių išvadų supratimas yra labai svarbus, nes ši mokymosi forma tikriausiai daug labiau atspindi žmogaus mokymosi patirtį.