Приобретение навыка меняет наш мозг

Ученые из Университета Карнеги — Меллона (США) провели эксперимент с обезьянами, которых обучали целенаправленному передвижению курсора. В то же время они следили за паттернами нейронной активности и регистрировали изменения. Так они показали, как меняется работа мозга в процессе приобретения нового навыка. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Читай также: Ученые смогли частично вернуть к жизни мертвый мозг

«Мы использовали интерфейс "мозг-компьютер" (BMI), который создает прямую связь между нейронной активностью субъекта и движением курсора на экране. Мы записали активность около 90 нейронных единиц, отвечающих за движения рукой, в первичной моторной коре макак-резусов, пока они выполняли задания на передвижение курсора в определенную область», — объяснила руководитель исследования Эмили Оби (Emily Oby).

Авторы предположили, что обучение новым навыкам достигается формированием новых паттернов нейронной активности. Под этими паттернами они понимают темп совместного запуска популяции нейронов, измеренный в короткий временной промежуток. Чтобы проверить предположение, ученые решили добиться трех задач: стимулировать формирование новых паттернов, зафиксировать их, если они появятся, и связать их с новыми поведенческими особенностями.

Сначала исследователи представили обезьянам «интуитивное управление», чтобы показать, как те волевым усилием могут передвигать курсор. Затем они стимулировали обучение. В среднем в течение девяти дней животные учились перемещать курсор в одну из восьми окружностей. По прошествии этого времени макаки научились управлять курсором так, чтобы загонять его в нужную область. Однако ученые смотрели прежде всего на нейронные паттерны до и после обучения в первичной моторной коре. Они заметили, что процент новых нейронных паттернов увеличивался с каждым днем. Отсюда они заключили, что мозг при обучении формирует новые паттерны, но для этого ему необходимо время.

Читай также: Интернет-зависимость меняет головной мозг

Авторы считают, что мозг людей работает по тому же принципу. Тот же механизм формирования новых нейронных паттернов действует в мозге человека, обучающегося, к примеру, игре на фортепиано. В будущем это открытие может помочь людям с черепно-мозговой травмой, которым приходится заново обучаться утерянным навыкам.

Ранее ученые из Национального университета Сингапура связали эффективность обучения с синхронизацией потенциалов в синапсе. Они определили, что, когда всплеск активности в синапсе с обоих концов происходит одновременно, связь усиливается на период до четырех часов.

Напомним, ранее ученые выяснили, что мозг человека уменьшается.

Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на страницу Bigmir)net в Facebook: facebook.com/bigmir.net.

• Теги:
• мозг