Исследования показывают, что, чтобы различать контексты, животные думают вероятностно.

Среди множества вещей, которым грызуны научили нейробиологов, является то, что в области, называемой гиппокампом, мозг создает новую карту для каждого уникального пространственного контекста – например, для другой комнаты или лабиринта. Но ученые до сих пор изо всех сил пытались понять, как животные решают, когда контекст является достаточно новым, чтобы заслуживать создания или, по крайней мере, пересмотра этих ментальных карт. В исследовании, проведенном в eLife , исследователи Массачусетского технологического института и Гарварда предлагают новое понимание: процесс «переназначения» можно математически смоделировать как подвиг вероятностных рассуждений грызунов.

Этот подход предлагает ученым новый способ интерпретации многих экспериментов, которые зависят от измерения переназначения для исследования обучения и памяти. Повторное отображение является неотъемлемой частью этого стремления, потому что животные (и люди) тесно связывают обучение с контекстом , а карты гиппокампа показывают, в каком контексте животное считает себя находящимся.

«Люди ранее спрашивали:« Какие изменения в окружающей среде заставляют гиппокамп создавать новую карту? » но не было никаких четких ответов “, – сказал ведущий автор Хони Сандерс. «Это зависит от множества факторов, а это означает, что то, как животные определяют контекст, окутано тайной».

Сандерс – постдок в лаборатории соавтора Мэтью Уилсона, профессора Шермана Фэирчайлда в Институте обучения и памяти Пикауэра и на факультетах биологии, мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института. Он также является членом Центра мозга, разума и машин. Пара сотрудничала с Сэмюэлем Гершманом, профессором психологии Гарварда, над исследованием.

По сути, проблема переназначения, которая часто приводит к тому, что лаборатории сообщают о противоречивых, сбивающих с толку или удивительных результатах, заключается в том, что ученые не могут просто заверить своих крыс, что они перешли из экспериментального контекста A в контекст B или что они все еще находятся в контексте A, даже если некоторые условия окружающей среды, например температура или запах, случайно изменились. Крыса должна исследовать и делать выводы о таких условиях, как форма лабиринта, запах, освещение, положение препятствий и награды, или задача, которую они должны выполнить, изменились или не изменились в достаточной степени для запуска полного или частичное переназначение.

Таким образом, вместо того, чтобы пытаться понять измерения переназначения, основанные на том, что, как предполагается, вызывает экспериментальный план, Сандерс, Уилсон и Гершман утверждают, что ученые должны предсказать повторное отображение, математически учитывая рассуждения крысы с использованием байесовской статистики, которая количественно определяет процесс начала с неопределенного предположение, а затем обновлять его по мере появления новой информации.

«Вы никогда не столкнетесь с одной и той же ситуацией дважды. Второй раз всегда немного отличается», – сказал Сандерс. «Вам необходимо ответить на вопрос:« Является ли эта разница просто результатом нормального изменения в данном контексте или это различие на самом деле является другим контекстом? » В первый раз, когда вы почувствуете разницу, вы не можете быть уверены, но после того, как вы много раз столкнетесь с контекстом и почувствуете, какие вариации нормальны, а какие нет, вы можете сразу уловить, когда что-то выходит за рамки «.

Трио называют свой подход «выводом скрытого состояния», потому что для животного возможное изменение контекста является скрытым состоянием, которое должно быть выведено.

В исследовании авторы описывают несколько случаев, в которых вывод скрытого состояния может помочь объяснить переназначение или его отсутствие, наблюдаемое в предыдущих исследованиях.

Например, во многих исследованиях было трудно предсказать, как изменение некоторых сигналов, по которым грызун перемещается в лабиринте (например, свет или зуммер), повлияет на то, будет ли он создавать полностью новую карту или частично переназначать текущую, и как много. В основном данные показали, что нет очевидной взаимно-однозначной связи смены реплики и переназначения. Но новая модель предсказывает, как по мере изменения большего количества сигналов грызун может перейти от неуверенности в том, является ли среда новой (и, следовательно, частично переназначенной), к тому, чтобы стать достаточно уверенным в этом, чтобы полностью переназначить.

В другом случае модель предлагает новое предсказание для разрешения неоднозначности переназначения, которая возникла, когда ученые постепенно «трансформировали» форму вольеров грызунов. Несколько лабораторий, например, обнаружили разные результаты, когда они ознакомили крыс с квадратной и круглой средой, а затем попытались измерить, как и насколько они переназначаются при размещении в промежуточных формах, таких как восьмиугольник. В некоторых лабораториях было выполнено полное переназначение, в других – только частичное. Новая модель предсказывает, как это могло быть правдой: крысы, подвергшиеся воздействию промежуточной среды после более длительного обучения, с большей вероятностью будут полностью переназначены, чем те, которые подверглись промежуточной форме ранее в обучении, потому что с большим опытом они будут более уверены в своей исходной среде и, следовательно, более уверенно, что промежуточный был реальным изменением.

Математика модели даже включает переменную, которая может учитывать различия между отдельными животными. Сандерс изучает, может ли переосмысление старых результатов таким образом позволить исследователям понять, почему разные грызуны так по-разному реагируют на похожие эксперименты.

В конечном итоге, сказал Сандерс, он надеется, что это исследование поможет коллегам-исследователям по перегруппировке карт по-новому взглянуть на удивительные результаты – путем рассмотрения проблем, которые их эксперименты ставят перед их испытуемыми.

«Животные не имеют прямого доступа к контекстной идентичности, но должны делать выводы о них», – сказал он. «Вероятностные подходы отражают то, как неопределенность играет роль, когда происходит вывод. Если мы правильно охарактеризуем проблему, с которой сталкивается животное, мы сможем понять разные результаты в разных ситуациях, потому что различия должны проистекать из общей причины: способ, которым скрывается вывод состояния работает “.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector