Нейроны оценивают выгоду от привычки

03.09.2015

Привычкой называют глубоко укорененную форму поведения, которая срабатывает независимо от нашего сознания: мы не задумываясь находим утром путь на кухню и на автомате заходим в транспорт или садимся в машину. Считается, что привычные действия помогают разгрузить мозг от рутины, позволяя ему заняться чем-то более важным - точнее, не весь мозг, а префронтальную кору, наш главный аналитический центр, отвечающий за высшие когнитивные функции. Сама же привычка уходит в подкорковые структуры, называемые базальными ганглиями. (Уточним, что сейчас мы говорим о безобидных поведенческих ритуалах, а не о зависимостях от алкоголя, никотина и т. д.)

Группа Энн Грейбил (Ann Graybiel) в Массачусетском технологическом институте уже не первый год занимается выяснением нейронных механизмов привычки. Некоторое время назад им удалось показать, что схема рутинных действий хранится не только в подкорковых областях, но и в префронтальной коре, и как раз благодаря коре поведенческие ритуалы могут быть восстановлены, даже когда кажется, что они уже прочно забылись. Что же до их появления, то здесь удалось выяснить, что автоматизмы в поведении рождаются в так называемом стриатуме, или полосатом теле, которое относится как раз к подкорковым базальным ганглиям. Причем это сопровождается изменениями в электрических ритмах: гамма-волны, возникающие при освоении новой информации, сменяются бета-волнами, когда происходит закрепление материала.

Эксперименты с обезьянами показали, что в формировании привычки активно участвуют около 1 600 нейронов полосатого тела. Животные просматривали на экране узор из точек, и, если там была особая, выделенная точка, получали порцию вкусного сока. Когда взгляд натыкался на ту самую точку (которая программировалась случайно), ее цвет менялся - это означало, что угощение скоро появится. Со временем глаза животных стали повторять привычный маршрут - обезьяны по привычке выполняли заученное действие в надежде, что там снова появился знак угощения.

Наблюдая одновременно за активностью нервных клеток, исследователи обнаружили, что формирование рутинного поведения сопровождается характерными нейронными сигналами, как бы обозначающими начало и конец записываемой программы. Особенно их заинтересовал второй, конечный сигнал. Поначалу он возникал в разные периоды времени, но потом сосредоточился в 400-миллисекундном промежутке, отделявшем взгляд на "наградную" точку от самого вознаграждения. С постепенным закреплением привычки, то есть с каждым повторным действием активность нервных клеток во временнОм окне становилась все сильнее.

Такая корреляция наводила на мысль, что конечная нейронная активность служит для закрепления повторяющегося действия, что здесь происходит окончательный анализ того, стоит ли усваивать новый поведенческий ритуал или нет. Действительно, оказалось, что оформление финального сигнала зависело от таких условий, как время, которое тратилось на просмотр точек, и качество вознаграждения. Например, чем меньше уходило времени на то, чтобы пробежать глазами экран с рисунком, тем четче формировался финальный сигнал и тем сильнее он был. Причем одни нейроны реагировали только на время, затраченное на поиск нужной точки, другие - только на награду, третьи учитывали оба параметра.

Иными словами, у всякой привычки есть своя цена, и в мозге существует специальная система, которая сравнивает выгоду от закрепления некоей схемы поведения и те затраты, которые требует новый ритуал. И привычка будет сформирована в том случае, если выгода от нее с лихвой перекроет расход времени и сил. Конечно, сравнение не всегда получается адекватным, и, очевидно, многие психоневрологические расстройства, для которых характерно навязчивое поведение, связаны как раз с неверной оценкой плюсов и минусов от каких-то автоматических действий.

<< Назад: Новая цель для космической станции New Horizons 03.09.2015

>> Вперед: PROmax - источники питания Weidmueller для работы в тяжелых условиях 02.09.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Открыта планета с уникальным вращением 16.06.2025

В поисках новых миров и понимания их устройства астрономы постоянно сталкиваются с неожиданными открытиями, которые ставят под сомнение привычные теории о формировании и движении планет. Одним из таких необычных объектов стала потенциальная экзопланета, вращающаяся в нашей галактике Млечный Путь под углом 90 градусов относительно плоскости орбит своей материнской системы - пары коричневых карликов. Это открытие было сделано с использованием Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории, расположенного в Чили. Ученые обнаружили объект под обозначением 2M1510 (AB)b, который, вероятно, обращается вокруг двух коричневых карликов системы 2M1510 под практически перпендикулярным углом к их орбитам. Такой тип вращения является беспрецедентным и может существенно расширить наши знания о возможных траекториях планет в двойных звездных системах. Интересно, что планета была обнаружена не с помощью традиционного метода транзитов, когда объект на короткое время заслоняет свет звезды, ...>>

Получение влаги из воздуха без затрат энергии 15.06.2025

Вода - один из важнейших ресурсов на планете, и поиск новых способов ее получения особенно актуален в условиях глобального изменения климата и растущей засухи. Традиционные методы сбора воды из воздуха часто требуют затрат энергии или высокой влажности, что ограничивает их эффективность и применение. Однако группа американских инженеров сделала значительный прорыв, разработав материал, способный извлекать воду из атмосферы без использования дополнительной энергии. Команда исследователей из Пенсильванского университета совместно с учеными из Технического университета Мюнхена представила новый класс наноматериалов, которые используют явление капиллярной конденсации. Этот процесс заключается в том, что водяной пар превращается в жидкость внутри крошечных пор материала, даже при невысокой влажности воздуха. Такое сочетание гидрофильных и гидрофобных элементов внутри наноструктуры позволяет собирать воду там, где традиционные методы оказываются бессильны. В ходе экспериментов ученые и ...>>

Случайная новость из Архива Водоблоки полного покрытия Aqua Computer Kryographics Next 04.12.2018 Компания Aqua Computer представила новую серию водоблоков полного покрытия Kryographics Next, в которой на данный момент доступны модели для видеокарт GeForce RTX 2080 и RTX 2080 Ti в эталонном исполнении. Отмечается, что новинки являются самыми лучшими водоблоками Aqua Computer на данный момент. Основание новинок выполнено из меди. Будут доступны версии водоблоков с никелированным основание, и с "чистым" медным. По словам производителя, основание фрезеруется из цельного бруска меди и в итоге весит 1,25 кг. Как и положено водоблоку полного покрытия, Kryographics Next контактирует не только с графическим процессором, но также с силовыми элементами цепей питания, и микросхемами памяти. Верхняя часть водоблоков Kryographics Next изготовлена из прозрачного акрила и украшена декоративной металлической пластиной. Конечно же, не обошлось без настраиваемой RGB-подсветки. Водоблок насчитывает 15 пиксельных (адресуемых) светодиодов. Управлять подсветкой можно либо с помощью контроллера Aqua Computers QUADRO, либо с помощью утилиты ASUS Aura Sync, конечно, только при подключении к материнской плате ASUS. Также производитель предлагает для новых водоблоков усиливающие пластины на тыльную часть видеокарты. Одна из пластин будет стандартная, тогда как другая оснащена дополнительной медной тепловой трубкой, проходящей в области контакта с элементами подсистемы питания, и заканчивающейся в терминале для подключения фитингов. Наличие тепловой трубки должно обеспечить лучшее охлаждение. Базовая версия водоблоков Aqua Computer Kryographics Next для видеокарт GeForce RTX 2080 и RTX 2080 Ti оценена производителем в 150 евро. За версию с никелированным основанием придется отдать на 15 евро больше. Стандартная усиливающая пластина стоит 33 евро, а с тепловой трубкой - 48 евро.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025