Как наш мозг учится на чужих ошибках, объяснили ученые с помощью хомогенетики

С точки зрения нейробиологии, ошибки играют определяющую роль в процессе обучения. А умение учиться на чужом опыте необходимо для выживания. С помощью хемогенетики авторам статей в Nature Neuroscience удалось понять, как мозг связывает социальные сигналы с параметрами внешней среды при формировании страха и учится на чужих ошибках.

Доцент кафедры психологии в Университете штата Мичиган (США) Джейсон Мозер исследовал нейронные механизмы, лежащие в основе различных типов реакций на ошибки. Для своего исследования Мозер с коллегами дали его участникам задание, в котором допустили очень простую ошибку. Задача состояла в том, чтобы идентифицировать среднюю букву в таких последовательностях, как «MMMMM» или «NNMNN». «Когда вы видите одно и то же много раз, достаточно легко ошибиться, поскольку мозг время от времени выключается», – объясняет Мозер. В эти моменты люди, как правило, и ошибаются – и сразу же замечают свою ошибку, из-за чего чувствуют себя довольно глупо.

В ходе эксперимента Мозер с помощью энцефалограммы анализировал типы нейронных сигналов, которые принимали участие в обработке ошибок. В результате оказалось, что чем активнее наша реакция на ошибку, тем эффективнее мы учимся. 

Кроме того, ученым удалось выяснить, как наш мозг учится на чужих ошибках, используя методы хемогенетики (исследования функций отдельных групп нейронов). Эта методика основана на том, что специально «обученные» вирусные частицы – векторы – избирательно доставляют в нейроны определенного типа генетические конструкции, производящие молекулы синтетического рецептора. Эти молекулы встраиваются в мембрану нейрона и способны запускать активирующий его каскад клеточных реакций, но только в ответ на вещество, которое вводит экспериментатор. Хемогенетика позволяет включать и выключать нейроны, оснащенные такой системой. Этот метод помог ученым найти в мозге крысы путь, отвечающий за формирование страха перед сигналом, после которого находящаяся поблизости крыса испытывала стресс.

В поисках нейронов, ответственных за социальное обучение, ученые сосредоточили внимание на миндалевидном теле: оно принимает и обрабатывает сенсорную информацию, а также вовлечено в регуляцию социального поведения. Исследователи использовали модель социального обучения, когда две крысы слышат определенный звук, после чего одна из них получает удар током. При этом крыса-наблюдатель быстро учится бояться звукового сигнала. Оказалось, что прерывание связей между нейронами латеральной и средней частей миндалевидного тела делает крысу неспособной научиться бояться звукового сигнала по опыту соседа. Ученые считают, что путь между зонами миндалевидного тела вызывает у крысы-наблюдателя возникновение ассоциации между звуком и запахом испугавшейся крысы.

Природа позаботилась о том, чтобы мы могли учиться не только на своих, но и на чужих ошибках, и нам не стоит пренебрегать такими способностями.