Мозъчните вълни отразяват ли различни видове учене?

За да се научите да карате колело и да запомните правилата за игра на шах се изискват два различни вида учене. За първи път учените успяват да разграничат всеки вид учене според мозъчните вълни, които предизвиква.

“Специални невронни очертания водят учените, когато те изучават невробиологията, която стои в основата на това как научаваме двигателните умения и също как решаваме сложни познавателни задачи“, казва Ърл К. Милър, професор по неврология в Picower Institute for Learning and Memory и автор на научно изследване

Когато невроните взаимодействат помежду си, те произвеждат електрически сигнали, които се комбинират и формират мозъчни вълни, които вибрират с различни честоти. “Нашата крайна цел е да помогнем на хората със затруднения с паметта и ученето.“

Невронните очертания могат да ни помогнат да открием промените в начините за учене, които се случват при болести като Алцхаймер, и да диагностицираме тези болести по-рано. Също така можем да подобрим определени видове учене, за да помогнем на пациентите да се справят с болестта, казва Роман Ф. Лунис, аспирант в лабораторията на Милър и водещ автор на научния доклад. Скот Бринкът – учен в Picower Institute и Евън Анцулатос – докторант от МИТ са съавтори.

Пряко срещу косвено учене

Преди време учените смятат, че има само един вид учене. По-късно те откриват, че има пациенти като известния Хенри Молисън, който развива тежка амнезия през 1953, след като част от мозъка му е премахната по време на операция, за да се контролират епилептичните му пристъпи. Молисън не може да си спомни, че е закусил няколко минути, след като приключи с ястието, но може да научи и да използва моторните умения, които е научил, като например да проследява предмети в огледало.

“Молисън и други пациенти с амнезия подобряват тези свои умения след време, дори да не си спомнят да са правили тези неща преди“, казва Милър. Изследването разкрива, че мозъкът се ангажира в два вида учене и памет – пряка и косвена.

Прякото учене е “съзнателното учене, когато мислиш за това, което научаваш, и можеш да разкажеш за това, което си научил. Например запомняш даден параграф от книга или научаваш правилата за сложна игра като шаха“, обяснява Милър.

“Косвеното учене е обратното. Можем да го наречем учене на моторни умения или мускулна памет. Това е видът учене, до което нямаме съзнателен достъп, като умението да караме колело или да жонглираме“, добавя той. “Като го правиш, ставаш все по-добър в него, но не можеш да обясниш точно какво учиш. Много задачи, като ученето на ново музикално произведение, изискват и двата вида учене, добавя той.

Мозъчните вълни от по-ранните изследвания

Когато учените от МИТ изучават поведението на животните, докато те учат нови умения, те откриват знаци, които сочат, че различните задачи изискват пряко или косвено учене. Някои задачи изискват сравняване и свързване на две неща. Например животните използват правилните и неправилните отговори, за да подобрят следващите си опити. Това е пряката форма на учене. В задачи, където животните се учат да местят погледа си в една посока или друга в отговор на различни зрителни стимули, те само подобряват представянето си, като дават верни отговори. Това показва косвено учене.

Учените също откриват, че различните видове поведение са придружени от различни видове мозъчни вълни. По време на преки задачи за учене, има увеличение в алфа2-бета мозъчните вълни (което варират между 10 и 30 херца) след верен отговор и увеличение в делта-тета вълните (3-7 херца) след грешен отговор. Алфа2-бета мозъчните вълни се увеличават при ученето по време на преки задачи, и след това намаляват, като ученето напредва. Учените виждат знаци за невронен пик в дейността, който се появява в отговор на поведенчески грешки, наречени негативност, свързана с дадено събитие, само в задачи, за които се смята, че изискват пряко учене.

Увеличението в алфа2-бета мозъчните вълни по време на прякото учене “могат да отразят изграждането на модел на задачата“, казва Милър. “И след като животното се справи със задачата, алфа2-бета вълните намаляват, защото моделът е вече изграден.“

За разлика от тях делта-тета вълните само се увеличават, когато животното дава верни отговори по време на косвеното учене и намаляват по време на прякото учене. Това показва, че има различни механизми, които се използват по време на прякото и косвеното учене.