Ето как се образуват нови знания в мозъка

Учените от университета Карнеги-Мелън за първи път наблюдаваха как се формират нови знания в мозъка и установиха, че това протича в едни и същи мозъчни области при различните хора.

Резултатите от изследването ще помогнат в разработването на нови методи за обучение, както и за изясняването на механизма на загуба на памет при различни разстройства и мозъчни травми.

Изследователите са на мнение, че са успели да разкрият как в мозъка се съхраняват нови знания за определени обекти и че са успели, наблюдавайки работещия мозък, да определят за какъв предмет мисли човек в даден момент.

Това изследване обединява две програми на университета – Brain-Hub, която изучава как структурата и работата на мозъка влияят на сложното поведение, и Simon, която се стреми да подобри техниката за обучение на студентите така, че това подобрение да се поддава на измерване.

Невробиологът Марсел Джъст (Marcel Just), ръководител на изследването, дава за пример обучението на олингито – малки бозайници, които обитават короните на дърветата във влажните гори на Еквадор и Западна Колумбия. Зоолозите за първи път са открили и описали това зверче през 2013 година.

© Mark Gurney

„Милиони хора четат информацията за олингито и това завинаги променя структурата на техния мозък – пояснява Джъст, който е професор по когнитивна неврология от Колежа по хуманитарни и социални науки „Дитрих“ към университета Карнеги-Мелън. – И в нашето изследване сме изучили работата на мозъка в лабораторни условия именно в такъв момент.

Когато хората разбираха, че независимо че олингито е хищник, той се храни основно с плодове, то левият вътрешен преден отдел на мозъка съхраняваше тази информация в съответствие със своята схема на работа. И новите знания, съдейки по наблюденията, се съхраняваха в едни и същи части от мозъка при различните доброволци – очевидно мозъкът на всички използва една и съща система за съхранение на данни.“

По време на изследванията доброволците се запознали с жизнената дейност на осем различни измрели животни. На схемата със зелен цвят са обозначени мозъчните области, в които доброволците запомняли местообитанието на животните, а с червен и син – тяхното предпочитание на храна.

Доброволците се запознали и с живота на животните в продължение на един час, докато учените наблюдавали мозъка им с апарати за функционална магнитно-резонансна томография. По време на получаването на информация определени части от мозъка променяли нивото на своята активност.

Важно откритие станало това, че за информацията по всяко от осемте представени животни при хората били задействани конкретни области от мозъка. Затова специално разработена компютърна програма успяла правилно да определи за кое от току-що изучените животни мислел доброволецът. В известен смисъл това било четене на мисли.

Било установено също, че за информацията за животните, които са по нещо сходни помежду си, съхраняващите я активационни области също се оказали сходни. Освен това било потвърдено, че веднъж усвоените знания за животното оставали на своето място дори след като хората получавали допълнителна информация за въпросното животно.

Учените се надяват, че подобни изследвания ще могат да помогнат в изучаването на това, как студентите разбират по-сложни концепции и понятия и например каква точно част от концепцията не разбират. Това може да помогне в разработката на нови системи за обучение, например такива: Освен това изследванията могат да помогнат да се разбере защо в резултат на различни заболявания, възрастови изменения и травми човек губи достъп до някои съхранени спомени и навици. Загубата на знания може да се окаже процес, обратен на тяхното придобиване.