Новое исследование ученых из Университета Карнеги-Меллона и Университета Питтсбурга показывают, что мозг имеет различные механизмы и ограничения, с помощью которых он реорганизует свою нейронную активность, когда учится в течение несколько часов. Согласно ему оказалось, что наш мозг менее гибкий, чем считалось ранее.
Чтобы действительно понять, как меняется нервная активность во время обучения, нам нужно больше смотреть на целые популяции нейронов, а не на один нейрон за раз, как это делалось до недавнего времени, говорят исследователи.
Используя интерфейс «мозг-компьютер» (BCI), где испытуемые перемещают курсор на экран компьютера только одной мыслью, во время обучению человека игре в настольный теннис, обнаружилось, что по шкале времени в несколько часов мозг не перенастраивает свою нейронную активность, чтобы максимизировать скорость и точность, с помощью которых он перемещает курсор.
«В этой экспериментальной парадигме мы можем отслеживать все нейроны, которые могут привести к поведенческим улучшениям, и посмотреть, как они все меняются одновременно, – говорит Стив Чейз, доцент биомедицинской инженерии в Карнеги-Меллоне и Центре изучения нейронных оснований. «Когда мы это делаем, то, что мы видим, – это действительно ограниченный набор изменений, и это приводит к неоптимальному улучшению производительности. Это означает, что существуют ограничения гибкости вашего мозга».
Когда мы изучаем новую задачу, мы не можем мгновенно научиться ее владению, отчасти из-за того, как нейроны подключены к мозгу. Изучение требует времени, и есть механизмы, с помощью которых нейроны могут изменять способ коммуникации друг с другом, обеспечивая обучение.Одни из них являются сверхбыстрыми, другим больше времени.
«Обучение в течение нескольких часов субоптимально. Когда мы впервые изучаем что-то новое, наш мозг, похоже, не в состоянии изменить свою деятельность наилучшим образом, чтобы позволить нам быстро приобретать опыт в новых навыках», – говорит говорит Байрон Юй, профессор биомедицинской инженерии и электротехники и вычислительной техники в Карнеги-Мелоун.
Подводя итог, приобретение навыка очень сложно, и требуется много времени и много практики. Но когда вы впервые начинаете постигать этот навык, ваш мозг должен быстро адаптироваться к новой задаче, однако уже через несколько часов эта способность сильно снижается, поскольку мозг не в силах выбрать более оптимальную стратегию для того, чтобы продолжить учиться.
