Вы не замечаете, а мозг уже учится: как работает скрытая нейроподготовка

Кажется, что праздное блуждание по улицам или витринам — пустая трата времени. Но новое исследование из Janelia Research Campus HHMI доказывает обратное: именно в эти моменты мозг занимается важной работой.

Когда задачи нет, мозг всё равно учится

Ученые из лабораторий Пачитариу и Стрингера одновременно записывали активность десятков тысяч нейронов и обнаружили: обучение может происходить даже без цели и инструкций. Во время обычного исследования окружающей среды нейроны зрительной коры фиксируют визуальные особенности — мозг строит внутреннюю модель мира.

Это означает, что когда перед нами встаёт конкретная задача, мозг уже готов к ней — он просто "включает" ранее накопленную информацию.

"Даже если ты "витишься в облаках" или просто гуляешь и не сосредоточен, мозг всё равно работает — запоминает, где ты находишься, упорядочивает мир вокруг, чтобы в нужный момент ты был готов выдать максимум", — объясняет Мариус Пачитариу, руководитель группы в Janelia.

Исследования без задачи: что показали мыши

В эксперименте мыши бегали по виртуальному коридору с разными текстурами, некоторые из которых были связаны с наградами. Сначала их обучали ассоциировать эти текстуры с поощрением. Затем исследователи изменили правила: поменяли текстуры и наличие наград. Это позволило изучить реакцию мозга на изменения.

Сюрприз наступил позже. Учёные задались вопросом: а что если сама задача не обязательна для обучения? И правда — выяснилось, что даже без задач определённые участки зрительной коры активно кодируют визуальную информацию. А при появлении конкретной цели подключаются уже другие участки.

"Оказалось, что не всегда нужен учитель. Мы можем учиться бессознательно, просто наблюдая за миром. И это обучение готовит нас к будущим задачам", — говорит Лин Чжун, ведущий автор исследования.

Два типа обучения в мозге

Главный вывод: в зрительной коре мозга работают два механизма — спонтанное (unsupervised) и направленное (supervised) обучение. Первый помогает собирать "сырой материал", второй — придаёт смысл и направляет действия.

Такой подход меняет само представление о том, как мы усваиваем знания. До этого считалось, что зрительная кора работает в основном по принципу обучения с инструкцией. Теперь становится понятно, что всё не так однозначно.

"Если мозг в основном учится не по инструкции, а через свободное наблюдение, значит, нам стоит переосмыслить сам подход к обучению", — подчёркивает Пачитариу.

Уточнения

Мозг - центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном (переднем) отделе тела и представляющий собой компактное скопление нейронов и синапсов.