Долгое время в нейробиологии считалось, что обучение делает работу мозга более «экономной»: предполагалось, будто нейроны уменьшают избыточные сигналы и начинают действовать более независимо — за счет этого информация считывается точнее. Однако новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science, опровергает эту теорию.
Ученые из Университета Рочестера и Института нейронаук Дель Монте выяснили, что обучение меняет работу мозга иначе. Они несколько недель наблюдали за небольшими группами нейронов в зрительной коре мозга, пока участники эксперимента учились различать сложные визуальные узоры, например, тренировали навыки распознавания лиц, поиска опечаток или быстрой реакции на визуальные сигналы.
В начале эксперимента нейроны реагировали в основном по отдельности. Но по мере того, как участники осваивали навык, работа клеток мозга становилась все более синхронной: нейроны начинали активнее передавать сигналы друг другу и действовать согласованно, формируя единую сеть. Особенно ярко это проявлялось в те моменты, когда участникам нужно было принять решение на основе увиденного. Если же они просто смотрели на изображения без какой‑либо задачи, согласованная активность нейронов почти исчезала.
Наиболее заметные изменения происходили в тех нейронах, которые играли ключевую роль в выполнении задания. При этом координация между клетками оставалась гибкой — она могла меняться в зависимости от ситуации. Исследователи полагают, что такую перестройку запускают сигналы из более высоких областей мозга: они передают сенсорным системам ожидания, сформированные прошлым опытом. В итоге восприятие складывается из двух источников — текущих зрительных сигналов и накопленных ожиданий.
Полученные данные подтверждают представление о мозге как о системе, которая постоянно сопоставляет поступающую информацию с внутренними прогнозами.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как мозг понимает, что вы почесались.
