Мухи также способны учиться: ученые провели новое исследование

К такому выводу пришли ученые Университета Сассекса из Великобритании. Они разработали новую вычислительную модель и проанализировали данные недавних экспериментов.

Читайте также Коронавирус может встраиваться в ДНК: новые доказательства

В своем исследовании они продемонстрировали, как мозг плодовых мух, подобно нашему, может использовать сигналы дофамина для облегчения обучения, поддерживая то, что известно как гипотеза об ошибке прогнозирования вознаграждения.

О гипотезе

Гипотеза об ошибке прогнозирования вознаграждения утверждает, что нейроны дофамина сигнализируют об "ошибке" между ожиданием вознаграждения и той, что мы переживаем.

Основная идея заключается в том, что мы узнаем, насколько правильными или неправильными оказываются наши прогнозы. А также определяем разницу между полученным вознаграждением и той, которую мы ожидали.

О новом исследовании

• Как отметили исследователи, на самом деле не удивительно, что насекомые используют ошибки прогнозирования, поскольку они эволюционировали в течение миллиардов лет.
• Предыдущие исследования предполагали, что цепи грибного тела – структуры в мозге насекомых, связанные с памятью – подключены для обучения, но ни одна из них не показала, что мухи используют ошибки прогнозирования для обучения.
• Работая с анатомическими данными предыдущих экспериментов, исследователи разработали вычислительную модель, которая имитировала схему тела гриба в мозгу плодовой мухи.
• Исследователи не только обнаружили, что анатомия и физиология мозга плодовой мухи поддерживает изучение ошибок предсказания, они также показали, что данные предыдущих экспериментов с насекомыми не обязательно противоречат прогнозам из гипотезы об ошибке предсказания вознаграждения, как считалось ранее.

Многие эксперименты не смогли показать, что у насекомых происходит кодирование ошибок прогнозирования. Но наше исследование показало, что во время учебы физиология нейронов у мух сильно совпадает с нашей моделью,
– сказал один из исследователей Джеймс Беннет.

Плодовая муха / Фото unsplash

Польза исследования

Хотя результаты чисто вычислительные, но, по мнению ученых, они могут иметь важные реальные последствия. Например, если узнать о том, как мухи учатся и принимают решения, можно открыть путь для более гуманных лабораторных экспериментов с привлечением насекомых вместо грызунов.

Изучение выжигания нейронов в мозге мух может также дать представление о его схемах, лежащих в основе психических заболеваний и наркомании у людей, которые, как полагают, подкрепленные ошибками прогнозирования. В то же время исследовательская группа не исключает, что будущие исследования могут опровергнуть их вывод.

Если мы обнаружим, что результаты отличаются от прогнозируемых, это означает, что они (мухи – 24 канал) делают что-то другое, что является более сложным, и это будет бесценным для нашего понимания. Гипотеза об ошибке предсказания вознаграждения является мощным инструментом для понимания того, как учатся животные, а также используется в алгоритмах искусственного интеллекта. И если существуют другие способы обучения, было бы прекрасно это знать,
– сказал один из исследователей Джеймс Беннет.

Плодовые мухи способны учиться / Фото wikipedia