Sinirbilim

Fareler Strateji Oluşturuyor: Akıllı Kemirgenler Hipotezleri Test Ediyor

Özet: Fareler, bilişsel yeteneklerine ilişkin önceki algılara meydan okuyarak stratejik düşünme ve hipotez testi yapma yeteneğine sahiptir.

Araştırmacılar, farelerin belirli eylemlerle bağlantılı işitsel ipuçlarına verdiği tepkileri gözlemleyerek, hata gibi görünen şeylerin aslında kasıtlı keşif eylemleri olduğunu keşfettiler. Bu yaklaşım, farelerin stratejilerini test etmesine ve ayarlamasına olanak tanıyarak, insanlarda hipotez testine benzer bir bilişsel işlem düzeyini ortaya çıkarır.

Bulgular hayvanların bilişine dair anlayışımızı yeniden şekillendirebilir ve strateji oluşturmanın sinirsel temellerini incelemek için çıkarımlar yapabilir.

Ana unsurlar:

  1. Stratejik Keşif: Fareler, kontrollü bir ortamda tepkilerini değiştirerek stratejik davranış sergilediler; bu da onların bir tür hipotez testiyle meşgul olduklarını gösteriyor.
  2. Ödül İhlallerine Müdahale: Fareler, ödül beklentileri karşılanmadığında davranışlarını önemli ölçüde ayarladılar; bu da onların içsel bir görev modeline sahip olduklarını gösteriyor.
  3. Bilişsel Bilime Etkileri: Çalışma, farelerin daha yüksek bilişsel süreçleri kullanabileceğine dair kanıtlar sağlıyor; bu da stratejik düşünmenin altında yatan sinir mekanizmalarına dair yeni anlayışlara yol açabilir.

Kaynak: Johns Hopkins Üniversitesi

Fareler stratejik olabilecek kadar akıllı mı?

Johns Hopkins Üniversitesi’nden insanlarda ve hayvanlarda öğrenme üzerine çalışan ve uzun süredir farelerle çalışan sinir bilimci Kishore Kuchibhotla, nasıl iyi performans göstereceklerini bildikleri halde kemirgenlerin testlerde neden genellikle kötü performans sergilediğini merak etti.

Basit bir deneyle ve “biraz fare psikoloğu” gibi davranarak o ve ekibi bunu çözdü.

Bu fareleri gösterir.
Bu fare stratejisi, sözsüz insan bebeklerinin öğrenme şekliyle karşılaştırılabilir. Kredi: Nörobilim Haberleri

“Görünüşe göre bilgi ve performans arasındaki bu uçurumun büyük bir kısmı, hayvanın bir tür keşifle meşgul olmasından kaynaklanıyor; hayvanın yaptığı şey çok akıllıca” dedi.

“Hayvanların hipotez ürettiğini söylemek zor, ancak bizim görüşümüze göre hayvanlar da insanlar gibi hipotezler üretebilir, bunları test edebilir ve bunu yapmak için daha yüksek bilişsel süreçleri kullanabilirler.”

Hayvanların bilişi hakkındaki anlayışımızı derinleştiren ve strateji oluşturmanın sinirsel temellerini tanımlamaya yol açabilecek çalışma bugün yayınlandı. Güncel Biyoloji.

Kuchibhotla’nın laboratuvarı daha önce hayvanların görevler hakkında testlerde gösterdiklerinden çok daha fazlasını bildiğini bulmuştu. Ekibin bu boşluğun arkasında ne olabileceğine dair iki teorisi vardı. Fareler ya stresli oldukları için hata yapıyorlardı ya da daha anlamlı bir şey yapıyorlardı: bilgilerini araştırıp test ediyorlardı.

Bunu anlamak için sinir bilimi alanında yüksek lisans öğrencisi olan Kuchibhotla ve Ziyi Zhu yeni bir deney geliştirdiler.

Fareler iki ses duydu. Bir ses için tekerleği sola çevirmeleri gerekiyordu. Diğer ses için ise direksiyonu sağa çeviriyorlardı. Fareler doğru performansı gösterdiğinde ödüllendirildiler.

Araştırmacılar, ardı ardına yapılan denemelerde farelerin her iki sesi de duyduktan sonra tekerleği bir süreliğine sola çevirdiklerini, ardından sağa çevirmeye başladıklarını, görünürde hatalar yaptıklarını ancak gerçekte amaçlı olduklarını gözlemlediler.

“Hayvan keşfederken çok basit bir stratejiye giriştiklerini görüyoruz; ‘Bir süre sola gideceğim, işleri çözeceğim ve sonra sağa dönüp bir süreliğine sağa gideceğim. bu arada,’” dedi Kuchibhotla.

“Fareler bazılarının inanabileceğinden daha stratejiktir.”

Zhu ekledi: “Hayvanların öğrenimi sırasındaki hatalar genellikle hata olarak kabul edilir. Çalışmamız tüm hataların aynı olmadığına dair yeni bir anlayış getiriyor.”

Ekip, ödülü denklemden çıkararak kemirgenlerin eylemleri hakkında daha da fazla şey öğrendi.

Bir fare doğru performans gösterdiğinde ve ödüllendirilmediğinde, yeniden test edildiğinde doğru yanıt oranı hemen ikiye katlandı.

“Hayvanın içsel bir görev modeli varsa, ödül eksikliği onun beklentisini ihlal etmelidir. Ve eğer durum buysa, sonraki denemelerdeki davranışı da etkilemesi gerekir. Ve tam olarak bulduğumuz şey bu. Sonraki denemelerde hayvan çok daha iyi performans gösteriyor” dedi Kuchibhotla.

“Hayvan şöyle diyor: ‘Hey, ödüllendirilmeyi bekliyordum ama beklemiyordum, o yüzden izin ver bilgimi test edeyim, sahip olduğum bilgiyi kullanıp doğru olup olmadığına bakayım.'”

Hayvanın görevle ilgili içsel bir modeli olmasaydı, ihlal edilecek hiçbir beklenti olmayacaktı ve fareler kötü performans göstermeye devam edecekti.

Kuchibhotla, “Öğrenmenin çok erken bir döneminde hayvanın bir beklentisi vardır ve biz bunu ihlal ettiğimizde stratejisini değiştirir” dedi. “Şaşırtıcı derecede stratejikti.”

Bu fare stratejisi, sözel olmayan insan bebeklerinin öğrenme şekliyle karşılaştırılabilir. Kuchibhotla, her ikisinin de son derece araştırmacı olduğunu ve her ikisinin de hipotezleri çeşitli şekillerde test edebileceğini söyledi.

Deneyler sırasında Kuchibhotla, onların davranışlarını yorumlayabilmek için “bir nevi fare psikoloğu” haline geldiğini söyledi. Sözsüz bir bebekle çalışıyormuş gibi, o ve Zhu’nun altta yatan zihinsel süreçleri yalnızca davranıştan çıkarması gerekiyordu.

“Bu projede gerçekten eğlenceli olan şey de buydu, farenin ne düşündüğünü anlamaya çalışmak” dedi. “Bunu hayvanın bakış açısıyla düşünmelisiniz.”

Ekip daha sonra stratejik düşünmenin sinirsel temelini ve bu stratejilerin farklı hayvanlar arasında nasıl karşılaştırılabileceğini belirlemeyi umuyor.

Bu hayvan bilişi araştırma haberi hakkında

Soyut

Kemirgenlerin öğrenimi sırasındaki performans hataları dinamik bir seçim stratejisini yansıtır

Öne Çıkanlar

  • İki seçenekli bir görevi öğrenirken yapılan hatalara kasıtlı stratejiler hakimdir
  • Stratejiler, bir seçeneği veya diğerini maçlarda test ederek dinamik bir seçim önyargısı olarak ortaya çıkar
  • Fareler, önyargılı dönemlerde beklenen ödülün ihlaline karşı duyarlılık sergiliyor
  • Beklentilerin ihlal edilmesi stratejide ani bir değişime yol açar

Özet

İnsanlar bebeklik döneminde bile çevredeki nedensel etkileşimler hakkında bilgi edinmek için araştırma ve hipotez testi gibi bilişsel stratejiler kullanır. Ancak hayvan öğrenimi çalışmalarında, üst düzey davranışsal stratejileri, kusurlu görev bilgisinden veya doğuştan gelen önyargılardan kaynaklanan hatalardan ayırmak zordur.

Burada, kafası sabit fareleri tekerlek tabanlı işitsel iki seçenekli bir görev üzerinde eğittik ve öğrenme sırasındaki hataların nedenini anlamak için hayvanlar içi ve hayvanlar arası değişkenlikten yararlandık. Öğrenme sırasında performans hatalarına, uyumsuz görünmesine rağmen dinamik bir stratejiyi yansıtan seçim önyargısı hakimdir.

Öğrenmenin başlarında fareler, görev olasılıklarına ilişkin içsel bir model geliştirirler; öyle ki, doğru denemelerde (ödüllendirilmemiş “sonda” denemelerinin kısa bloklarını kullanarak) ödül beklentilerini ihlal etmek, stratejide ani bir değişime yol açar.

Prob bloğu sırasında, fareler daha az önyargıyla daha doğru davranırlar, böylece sonuç olasılıklarının değişip değişmediğini test etmek için öğrendikleri uyaran-eylem bilgilerini kullanırlar. Bu bilgiye sahip olmalarına rağmen fareler, güçlendirilmiş denemeler sırasında güçlü bir seçim yanlılığı sergilemeye devam etti.

Bu seçim yanlılığı, dinamik bir yapıyla, sol, sağ ve tarafsız dönemler arasında geçiş yaparak onlarca ila yüzlerce denemeden oluşan bir zaman ölçeğinde işler. Önyargılı dönemler aynı zamanda daha hızlı motor kinematikleriyle de çakıştı.

Öğrenme boyunca önyargı azalmasına rağmen, uzman fareler, aralarına daha uzun tarafsız seçimler ve daha yüksek performans serpiştirilmiş kısa süreli önyargılı seçimler sergilemeye devam etti.

Bu bulgular toplu olarak, öğrenme sırasında kemirgenlerin karar verme süreçlerini geliştirmek ve uzun vadeli esnekliği korumak için çevrelerini yapılandırılmış bir şekilde aktif olarak araştırdıklarını göstermektedir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/mice-animal-cognition-25995/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu