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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Бюджетная добыча геотермальной энергии 21.10.2024 Геотермальная энергия - это один из самых перспективных и экологически чистых источников энергии, который использует тепло из недр Земли. Это может обеспечить человечество почти неиссякаемым запасом энергии на миллионы лет. Однако значительные технические сложности ограничивали использование геотермальной энергии на больших глубинах, что вызывало необходимость поиска новых решений. Недавние научные исследования показывают, что пластичность пород на глубине более 10 километров может быть преодолена, открывая новые возможности для эффективной добычи геотермальной энергии. Основная проблема заключалась в том, что на глубинах свыше 10 километров горные породы приобретают пластические свойства, подобные поведению мягких материалов вроде игрушки Silly Putty. Это означало, что они не могли легко раскалываться для создания трещин, по которым могла бы циркулировать вода. Однако швейцарские ученые нашли способ дробить эти пластичные породы, что может значительно изменить подход к добыче геотермальной энергии на таких больших глубинах. Исследования показали, что при правильных условиях породы на глубине более 10 километров могут быть разбиты на фрагменты, что позволяет воде свободно перемещаться по созданным трещинам. Это открытие стало возможным благодаря применению новейших технологий, таких как синхротронное 3D-сканирование и компьютерное моделирование методом конечных элементов. Эти методы позволили детально изучить поведение горных пород на больших глубинах и подтвердили возможность их дробления аналогично процессу гидравлического разрыва пласта, применяемому в нефтегазовой отрасли. Вдохновившись этими результатами, стартапы, такие как Quaise Energy, разрабатывают новые технологии для бурения на экстремальных глубинах. Их основной метод основан на использовании ускорителей частиц, что потенциально может заменить традиционные буровые установки. Бурение на глубине более 12 километров остается технологически сложной задачей, но результаты исследований подтверждают, что циркуляция воды через глубинные пластичные породы вполне возможна. Подобные исследования открывают новые перспективы для создания высокоэффективных геотермальных электростанций. Эти станции смогут производить значительные объемы энергии, что позволит странам мира значительно снизить зависимость от ископаемого топлива и снизить выбросы углерода в атмосферу. Это особенно важно в контексте глобальных климатических изменений и поисков устойчивых источников энергии. Несмотря на сохраняющиеся технические сложности, достижения в области бурения и дробления глубинных пород вселяют надежду на скорое развитие геотермальной энергетики на новом уровне. Если текущие разработки удастся успешно внедрить, человечество получит доступ к практически бесконечному источнику возобновляемой энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026