Pazartesi, Mart 4, 2024
Ana Sayfa Biyoloji Beynin Ödül Yolunu Aydınlatmak – Sinirbilimden Yeni Bulgular

Beynin Ödül Yolunu Aydınlatmak – Sinirbilimden Yeni Bulgular

Son araştırmalar, beyindeki dopaminin, hayvanlara ödüllere yol açan davranışları tanımlama ve iyileştirme konusunda nasıl rehberlik ettiğini ortaya çıkarıyor. Belirli eylemleri dopamin salınımına bağlayan bu çalışma, eğitim ve yapay zekadaki öğrenme süreçlerinin iyileştirilmesine yönelik çıkarımlara sahiptir. 
Son araştırmalar, beyindeki dopaminin, hayvanlara ödüllere yol açan davranışları tanımlama ve iyileştirme konusunda nasıl rehberlik ettiğini ortaya çıkarıyor. Belirli eylemleri dopamin salınımına bağlayan bu çalışma, eğitim ve yapay zekadaki öğrenme süreçlerinin iyileştirilmesine yönelik çıkarımlara sahiptir. 

Ödüller yalnızca belirli bir eylemi güçlendirmez; davranış biçimimizin tamamını hızla değiştirir.

Bir köpeğe getir-getir oyununu öğrettiğinizi hayal edin. Bir top atıyorsunuz ve köpeğiniz topun peşinden koşuyor, topu alıyor ve geri koşuyor. Daha sonra nefes nefese olan yavru köpeğinizi bir ödül maması ile ödüllendirirsiniz. Ama şimdi köpeğiniz için asıl püf noktası geliyor: bu dizinin hangi kısmının ödülü hak ettiğini bulmak. Bilim insanları buna beyindeki ‘kredi atama sorunu’ adını veriyor. Bu, deneyimlediğimiz olumlu sonuçlardan hangi eylemlerin sorumlu olduğunu anlamakla ilgili temel bir sorudur.

Beyindeki önemli bir kimyasal haberci olan dopaminin bu süreçte çok önemli bir rol oynadığı bilinmektedir.

Kapsamlı Bir Araştırmadan Yeni Bilgiler

13 Aralık’ta yayınlanan bir çalışma Doğa Allen Enstitüsü’ndeki bilim insanları tarafından Kolombiya ÜniversitesiZuckerman Zihin Beyin Davranışı Enstitüsü, Champalimaud Bilinmeyenler Merkezi ve Seattle Çocuk Araştırma Enstitüsü bu gizeme yeni bir ışık tutuyor.

Bu, dopaminin yalnızca bir ödülün sinyalini vermekle kalmayıp aynı zamanda hayvanları deneme yanılma yoluyla bu ödüllere yol açan belirli davranışlara yönlendirdiğini de ortaya koyuyor.

Şaşırtıcı bir şekilde araştırma aynı zamanda beynin ödül sisteminin bir hayvanın tüm hareket ve davranışlarını hızlı ve dinamik bir şekilde değiştirebildiğini de gösteriyor.

Araştırmanın kıdemli yazarı Rui Costa, DVM, Ph.D., bunun, davranışların sadece pekiştirilmekle kalmayıp aynı zamanda deneyim yoluyla aktif olarak şekillendirildiği ve ince ayarlandığı karmaşık bir öğrenme stratejisini vurguladığını söyledi.

Allen Enstitüsü’nün başkanı ve CEO’su Costa, “Davranışı güçlendirdiğinizde genellikle bunun sadece bir eylem olduğunu düşünürüz” dedi. “Fakat hayır: tüm davranışsal yapıyı değiştiriyorsunuz. Ve gerçekten şaşırtıcı olan şey ne kadar hızlı olduğuydu.”

Dopaminin Öğrenmeyi Nasıl Şekillendirdiğini Çözmek

Bu içgörüleri ortaya çıkarmak için ekip, Champalimaud Bilinmeyenler Merkezi’ndeki mühendisler ve sinir bilimcilerle işbirliği yaparak farelerin belirli eylemlerini gerçek zamanlı dopamin salınımına bağlayabilecek yeni bir “kapalı döngü” sistemi geliştirdi. Araştırmacılar, basit kontrollü bir alanda hareketlerini takip etmek için fareleri kablosuz sensörlerle donattı.

Daha sonra bu verileri bir makine öğrenme Bu eylemleri farklı gruplara ayıran algoritma. Araştırmacılar daha sonra, fareler önceden tanımlanmış “hedef eylemleri” gerçekleştirdiğinde dopamin nöronlarını uyarmak için nöronları ışıkla kontrol etmeye yönelik bir yöntem olan optogenetik kullandılar.

Farelerin dopamin salınımına tepki olarak davranışlarını hızla değiştirdiğini buldular. Başlangıçta, yalnızca hedef eylemin sıklığını artırmakla kalmadılar, aynı zamanda benzer eylemlerin ve dopamin salınmasından birkaç saniye önce meydana gelen eylemlerin sıklığını da arttırdılar. Bu arada hedefe aykırı eylemler hızla azaldı. Zamanla bu iyileştirme daha kesin hale geldi ve fareler dopamin salınımına yol açan eyleme giderek daha fazla odaklandı.

Çalışma aynı zamanda farelerin bir dizi eylemi nasıl öğrendiğini de inceleyerek, ödüle neyin yol açtığını anlamak için zamanı geri sarmaya benzer önemli bir süreci ortaya çıkardı. Dopamini tetikleyen eylemler birbirinden uzakta gerçekleştiğinde fareler daha yavaş öğrendi. Bu, eylemler arasında daha uzun beklemelerin farelerin diziyi ödülle ilişkilendirmesini zorlaştırdığını gösteriyor. Temelde, ödülden hemen önceki eylemler hızlı bir şekilde kavranır ve geliştirilirken, önceki eylemler daha yavaş bir şekilde geliştirilir. Bu ‘geri sarma’ süreci davranışı güçlendirir ve farelerin, hangi kesin eylem ve dizilerin ödülü sağladığını aşamalı olarak belirlemesine yardımcı olur.

Eğitim ve Yapay Zeka İçin Daha Geniş Etkiler

Araştırmanın başyazarı Ph.D. Jonathan Tang, bulguların eğitim ve yapay zeka (AI) gibi çeşitli alanları etkileyebileceğini söyledi. , yardımcı doçent olarak Washington Üniversitesi Tıp – Pediatri, Seattle Çocuk Araştırma Enstitüsü. Örneğin, sınıfta keşfetmeye, hatalara ve kademeli olarak düzeltmeye izin vermek, beynimizin doğuştan gelen öğrenme süreçleriyle daha uyumlu olabilir.

Yapay zekada içgörüler daha karmaşık ve verimli öğrenme sistemlerine yol açabilir. Biyolojik öğrenme süreçlerini daha iyi kopyalayarak yeni verilere ve durumlara uyum sağlama konusunda daha iyi olan yapay zeka yaratabiliriz.

Bu çalışma, ister bilim insanı ister yavru olun, beynimizin deneme yanılma yoluyla nasıl öğrendiğine ve uyum sağladığına dair daha derin bir anlayış sunuyor.

Columbia Üniversitesi’ndeyken Costa ile araştırmayı başlatan Tang, “Kredi tahsisi de dahil olmak üzere işlerin nasıl yürüdüğüne dair pek çok şeyi olduğu gibi kabul ediyoruz” dedi. “Ama gerçekten dalmaya başladığınızda karmaşıklığın farkına varırsınız. İnsanların bilimi yapmasının nedeni budur: konunun gerçeğini ortaya çıkarmak için.”

Referans: Jonathan CY Tang, Vitor Paixao, Filipe Carvalho, Artur Silva, Andreas Klaus, Joaquim Alves da Silva ve Rui M. Costa, 13 Aralık 2023, “Dinamik davranışın yeniden yapılandırılması, dopamine bağlı kredi atamasına aracılık eder”.

BENZER KONULAR

Yırtıcı Savunmasında Salyangozların Şaşırtıcı Hızı

Kyoto ve Hokkaido Üniversiteleri tarafından yapılan bir araştırma, iki salyangozun türlerK. editha ve K. gainesi, benzersiz savunma davranışları göstererek salyangozların pasif ve yavaş olduğuna...

Bilim İnsanları Bebek Bilincinin Gizemine Yeni Bir Işık Tuttu

Uluslararası bir araştırma ekibi, Avustralya, Almanya ve ABD'deki işbirlikçileriyle birlikte, doğumdan itibaren ve muhtemelen hamileliğin son aşamalarında bir tür bilinçli deneyimin varlığına işaret eden...

Fare Lemurlarından Zeka ve Yaşam Süresine İlişkin Bilgiler

Bilişsel testlerde daha iyi performans gösteren fare lemurları daha uzun yaşıyor. Bilişsel yetenekler yalnızca farklı türler arasında farklılık göstermez. türler ama aynı türün bireyleri arasında...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...