研究确定大脑的感官学习的新途径

我们都听过这句话,个人按照自己的节奏学习。卡内基梅隆大学的研究人员已经开发了一个自动化、机器人训练设备,让老鼠在闲暇时学习。有进一步的神经科学研究的技术允许研究人员训练动物在自然条件下和识别电路学习过程发生重组的机制。

卡内基梅隆大学神经科学家领导的研究小组艾莉森·巴斯已经使用自动化技术来识别新的未知途径激活当大脑就让其电路响应的经验。他们的发现发表在7月17日的问题神经元。

巴斯的实验室专注于理解皮质电路接收的过程感觉信息和适应是为了学习。理解的算法构成的改变大脑的学习电路将创建工程系统使用具有重要意义深度学习和人工智能。

“神经回路大脑皮层有35亿年发展成为完全适应学习的事情,”巴斯说,生物科学教授和卡内基梅隆大学神经科学研究所的成员。“有价值的信息在大脑中发生了什么,可用于通知计算,需要改变基于经验。”

更好的感官学习期间研究大脑如何变化,研究人员构建的自动化机械设备,由莎拉Bernhard牵头,本科生在卡内基梅隆大学生物科学学院。这些设备使小鼠主动方法水港口在家里笼子,他们将获得一个温柔的空气胡须一滴水紧随其后。如果他们走到港口,不觉得空气中时,他们不会得到一滴水。最后,他们得知一阵空气意味着水和当他们觉得他们将开始喝。

“这几乎是像我们给老鼠作业。一些花了50试图学习,别人花了400。学会了一些早期的晚上,其他人学到深夜。但他们都学会了,学会了很快,”巴斯说。“学习是至关重要的一件事,你必须准备好学习。这个设备让老鼠当他们想要学习,按照自己的节奏。”

他们发现,当他们使用设备,老鼠学会了快速、独立,没有干预的研究人员。因此,他们可以捕获一个更大的数据集,更准确地反映了个体的多样性学习。

在神经元研究中,巴斯和他的同事们使用机械设备确定感官学习路径守恒的整个人口,无论多长时间学习了。他们发现了一些令人吃惊的结果。

改变了大多数的途径对感官的刺激做出反应,表明学习,没有他们的预期。通常认为在感官学习信息来自皮肤、旅游迅速通过丘脑皮层。然而,研究小组发现,这种途径感官学习期间保持相对不变。相反,他们惊奇地发现,皮质突触,回应一个高阶、更综合丘脑的一部分,更多的塑料。

“我们的研究结果表明,大脑保持代表快速感官输入的途径,你想知道的事情在任何给定的情况下。负责处理更加丰富环境信息的途径是灵活的,”巴斯说。“大脑保持原始文件,但编辑一份。”

结果提供深入了解大脑皮层所使用的算法重建本身在学习。巴斯计划利用这个培训范式理解不同类型的任务和奖励可以改变大脑。