Modele specifice de undă cerebrală pentru diferite stiluri de învățare

Noile cercetări adaugă informații semnificative despre modul în care diferite tipuri de stiluri de învățare sunt caracterizate în creier. Anchetatorii consideră că noile cunoștințe ar putea ajuta la depistarea precoce a Alzheimerului și la o varietate de alte afecțiuni neurologice care afectează învățarea explicită și implicită.

Anchetatorii explică faptul că învățarea pedalării unei biciclete și memorarea regulilor șahului necesită două tipuri diferite de învățare. Noua cercetare arată acum, pentru prima dată, că diferite tipuri de învățare pot fi distinse prin modelele de unde cerebrale pe care le produc.

Aceste semnături neuronale distincte ar putea ghida oamenii de știință în timp ce studiază neurobiologia care stă la baza modului în care amândoi învățăm abilitățile motorii și lucrăm prin sarcini cognitive complexe, spune Earl K. Miller al MIT, profesor de neuroștiințe și autor principal al lucrării.

Rezultatele complete ale studiului se găsesc în jurnal Neuron.

Când neuronii trag, produc semnale electrice care se combină pentru a forma unde cerebrale care oscilează la diferite frecvențe. „Scopul nostru final este de a ajuta oamenii cu deficite de învățare și de memorie”, notează Miller.

„Am putea găsi o modalitate de a stimula creierul uman sau de a optimiza tehnicile de antrenament pentru a atenua aceste deficite.”

Semnăturile neuronale ar putea ajuta la identificarea modificărilor strategiilor de învățare care apar în boli precum Alzheimer, cu scopul de a diagnostica mai devreme aceste boli sau de a îmbunătăți anumite tipuri de învățare pentru a ajuta pacienții să facă față tulburării, spune Roman F. Loonis, student absolvent și primul autor al lucrării.

Din punct de vedere istoric, oamenii de știință obișnuiau să creadă că toate învățările sunt la fel. Apoi, după cum explică Miller, au aflat despre pacienți precum celebrul Henry Molaison sau „H.M.”, care au dezvoltat amnezie severă în 1953 după ce i s-a îndepărtat o parte a creierului într-o operație de control al convulsiilor sale epileptice.

Molaison nu-și amintea să ia micul dejun la câteva minute după masă, dar a reușit să învețe și să-și păstreze abilitățile motorii pe care le-a învățat, cum ar fi urmărirea obiectelor ca o stea cu cinci colțuri într-o oglindă.

„H.M. iar alți amnezici s-au îmbunătățit cu aceste abilități de-a lungul timpului, chiar dacă nu și-au amintit că au făcut aceste lucruri înainte ”, spune Miller.

Diviziunea a dezvăluit că creierul se angajează în două tipuri de învățare și memorie - explicite și implicite.

Învățarea explicită „înseamnă învățarea despre care ai conștientizare conștientă, când te gândești la ceea ce înveți și poți articula ceea ce ai învățat, cum ar fi memorarea unui pasaj lung dintr-o carte sau învățarea pașilor unui joc complex precum șahul, ”Explică Miller.

„Învățarea implicită este opusul. S-ar putea să-i numiți învățarea motricității sau memoria musculară, genul de învățare la care nu aveți acces conștient, cum ar fi învățarea de a merge cu bicicleta sau a jongla ”, adaugă el.

„Făcându-l, devii din ce în ce mai bun, dar nu poți articula cu adevărat ceea ce înveți.”

Cu toate acestea, multe sarcini, cum ar fi învățarea să cânte o piesă muzicală nouă, necesită ambele tipuri de învățare, notează el.

Când cercetătorii MIT au studiat comportamentul animalelor care învață sarcini diferite, au găsit semne că sarcini diferite ar putea necesita învățare explicită sau implicită.

În sarcinile care necesitau compararea și potrivirea a două lucruri, de exemplu, animalele păreau să folosească atât răspunsuri corecte, cât și incorecte pentru a-și îmbunătăți următoarele meciuri, indicând o formă explicită de învățare.

Dar într-o sarcină în care animalele au învățat să își miște privirea într-o direcție sau alta ca răspuns la diferite modele vizuale, și-au îmbunătățit performanța doar ca răspuns la răspunsuri corecte, sugerând învățarea implicită.

În plus, cercetătorii au descoperit că aceste tipuri diferite de comportament sunt însoțite de diferite modele de unde cerebrale.

În timpul sarcinilor de învățare explicite, a existat o creștere a undelor cerebrale alfa2-beta după o alegere corectă și o creștere a undelor delta-theta după o alegere incorectă. Undele alfa2-beta au crescut odată cu învățarea în timpul sarcinilor explicite, apoi au scăzut pe măsură ce învățarea a progresat.

Cercetătorii au văzut, de asemenea, semne ale unei creșteri neuronale a activității care apare ca răspuns la erori de comportament, numite negativitate asociată evenimentelor, numai în sarcinile despre care se credea că necesită învățare explicită.

Creșterea undelor cerebrale alfa-2-beta în timpul învățării explicite „ar putea reflecta construirea unui model al sarcinii”, explică Miller.

„Și apoi, după ce animalul învață sarcina, ritmurile alfa-beta se lasă, deoarece modelul este deja construit.”

În schimb, ritmurile delta-theta au crescut doar cu răspunsuri corecte în timpul unei sarcini de învățare implicite și au scăzut în timpul învățării. Miller spune că acest model ar putea reflecta „recablarea” neuronală care codifică abilitatea motorie în timpul învățării.

„Acest lucru ne-a arătat că există diferite mecanisme în joc în timpul învățării explicite versus implicite”, notează el.

Loonis spune că semnăturile undelor cerebrale ar putea fi deosebit de utile în modelarea modului în care învățăm sau formăm o persoană pe măsură ce învață o sarcină specifică.

„Dacă putem detecta tipul de învățare care se întâmplă, atunci putem fi capabili să îmbunătățim sau să oferim feedback mai bun pentru acea persoană”, spune el.

„De exemplu, dacă folosesc mai mult învățarea implicită, înseamnă că sunt mai probabil să se bazeze pe feedback pozitiv și le-am putea modifica învățarea pentru a profita de acest lucru.”

Semnăturile neuronale ar putea ajuta, de asemenea, la detectarea unor tulburări precum boala Alzheimer într-un stadiu mai timpuriu, spune Loonis.

„În Alzheimer, un fel de învățare explicită a faptelor dispare odată cu demența și poate exista o revenire la un alt tip de învățare implicită”, explică el. „Deoarece sistemul de învățare este defect, trebuie să te bazezi pe altul.”

Studiile anterioare au arătat că anumite părți ale creierului, cum ar fi hipocampul, sunt mai strâns legate de învățarea explicită, în timp ce zone precum ganglionii bazali sunt mai implicați în învățarea implicită.

Dar Miller spune că studiul undelor cerebrale indică „o mulțime de suprapuneri în aceste două sisteme. Aceștia împărtășesc multe rețele neuronale. ”

Sursa: MIT