摘要:来自特拉维夫大学(Tel Aviv University)的一项研究可能重塑我们对人类如何学习和形成记忆的科学认知,特别是在古典条件反射(classical conditioning)和操作条件反射(operant conditioning)之间。这项研究表明
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来自特拉维夫大学(Tel Aviv University)的一项研究可能重塑我们对人类如何学习和形成记忆的科学认知,特别是在古典条件反射(classical conditioning)和操作条件反射(operant conditioning)之间。这项研究表明,我们的大脑在这两种学习系统之间进行激烈的竞争,而每次只能有一种系统占据主导地位。这意味着,如果我们试图同时为同一情境学习两个相互冲突的行为,结果将是混乱,使得我们在再次遇到该情境时难以执行任何一种行为。
研究介绍
研究人员通过果蝇(Drosophila)实验展示了这一现象。当果蝇被训练将气味与随机传递的电击联系起来(古典条件反射),并且还将它们自己的行为与气味和电击联系起来(操作条件反射)时,果蝇变得困惑,无法表现出对电击的明确反应。
这项研究由特拉维夫大学医学院神经回路与嗅觉感知实验室的教授莫舍·帕纳斯(Moshe Parnas)和博士生埃亚尔·罗森费尔德(Eyal Rozenfeld)领导,研究成果发表在《Science Advances》上。
人类的学习方式多种多样。一个著名的例子是伊万·巴甫洛夫(Ivan Pavlov)的经典实验:狗学会将铃声与食物联系起来。这种类型的学习称为古典条件反射,涉及两个刺激之间的被动关联。
另一方面,人类也可以从自己的行为中学习:如果某个特定行为带来了积极的结果,我们会重复这个行为;如果它带来了伤害,我们会避免这个行为。这种类型的学习称为操作条件反射,涉及主动行为。
多年来,科学家们认为这两种记忆类型在大脑中协同工作。但如果这两种记忆指示的行为相互冲突呢?例如,老鼠可以被训练对某种气味产生恐惧,使用古典条件反射时,老鼠会原地不动;使用操作条件反射时,老鼠会选择逃跑。那么,当这两种记忆同时存在时,老鼠会怎么做呢?它们会原地不动、逃跑,还是继续表现得好像什么都没有发生?
研究方法
特拉维夫大学的研究人员通过果蝇实验发现,大脑无法同时使用古典条件反射和操作条件反射进行学习。相反,大脑会主动抑制两种记忆的同时形成,以决定执行哪种行为。
在实验中,研究人员让果蝇将气味与电击联系起来。当使用古典条件反射时,果蝇学会了在闻到条件气味时保持静止;而在使用操作条件反射时,果蝇学会了通过逃离气味来避免电击。结果显示,果蝇无法同时学习这两种行为,尝试同时教授两种学习方式反而导致了完全无法学习。此外,研究人员还发现了大脑机制,能够优先选择一种学习方式。
“你可以把大脑想象成正在进行一场‘心理拔河’:如果你专注于通过行动学习,大脑就会阻止自动关联的形成。”帕纳斯教授解释道,“这有助于避免混乱,但也意味着你不能同时学习两件事情。”
他补充道:“果蝇的大脑虽然简单,但它们与哺乳动物的大脑惊人地相似,因此也与我们自己的大脑相似。通过强大的遗传工具,研究人员深入理解了不同学习系统如何竞争‘大脑空间’。他们发现,大脑的‘导航中心’会干预,确保任何时候只有一种记忆处于活跃状态,防止两种系统的冲突。这一发现可以帮助我们理解为什么多任务处理有时会导致忘记重要细节。”
未来展望
罗森费尔德总结道:“这一发现不仅改变了我们对人类学习的理解,还可能为治疗学习障碍提供新的策略。通过更好地理解像ADHD或阿尔茨海默病等条件下个体的记忆形成机制,我们或许能够开发出新的治疗方法。令人惊讶的是,我们的大脑在避免混乱时会在不同的学习系统之间做出选择,而这一切都是在我们毫无意识的情况下发生的。”
来源:启真脑机智能基地