Обучение новым задачам меняет структуру и активность мозга. Международная команда исследователей во главе со специалистами из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор решила выяснить, как этот процесс выглядит на уровне нейронных сетей.
Как сообщает Science Daily, авторы работы обучали мышей облизывать одну из трех трубочек-поилок в зависимости от частоты мультисенсорного стимула — последовательности щелчков и вспышек. Если частота была низкой, от животных требовалось облизнуть одну поилку, а если высокой — другую. Средняя служила для старта испытаний. Если мыши давали правильный ответ, они получали лакомство. Процесс обучения в среднем занял четыре недели.
В отличие от большинства похожих исследований, в данном эксперименте активность мозга мышей начали отслеживать еще до того, как они научились правильно выполнять задания.
Это позволило обнаружить, что в основе процесса лежало постепенное изменение активности целой группы нейронов.
Они стали избирательно возбуждаться в ответ на действия, связанные с выполнением задачи, и реагировали быстрее, чем раньше. Более того, если в начале обучения эти нейроны активировались незадолго до того, как мышь выбирала определенную поилку, то с течением времени они начали намного опережать действия животного.
Таким образом, обучение привело к тому, что определенная группа нейронов специализировалась под выполнение конкретной задачи и с каждым разом работала все лучше.
Авторы подтвердили сделанный вывод, загрузив полученные данные в небольшой алгоритм, предсказывающий действия животного на основе активности его нейронов. Точность прогнозов нейросети превысила 90%.
Исследователи из США обнаружили в мозге области, кодирующие абстрактные понятия, такие как этика, математика и вера. Все они оказались связаны с речью, социальными взаимодействиями и отношениями «внешний"-"внутренний».