Νέα έρευνα από το πανεπιστήμιο Carnegie Mellon και το Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ αποκαλύπτει ότι ο εγκέφαλος έχει διάφορους μηχανισμούς και περιορισμούς με τους οποίους αναδιοργανώνει τη νευρική δραστηριότητά του. Η νέα έρευνα διαπιστώνει ότι, όταν μαθαίνει μια νέα εργασία, ο εγκέφαλος είναι λιγότερο ευέλικτος από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε χθες στο Nature Neuroscience εξέτασε τις αλλαγές που συμβαίνουν στον εγκέφαλο κατά την εκμάθηση μιας νέας εργασίας. Για να δούμε πραγματικά πώς αλλάζει η νευρωνική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια της μάθησης, πρέπει να δούμε μεγαλύτερο εύρος νευρώνων, παρά να εξετάσουμε έναν νευρώνα κάθε φορά, που είναι η πρότυπη προσέγγιση μέχρι σήμερα.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε ειδικό σκάνερ (BCI), όπου τα άτομα μετακινούν έναν δρομέα σε μια οθόνη υπολογιστή μόνο με τη σκέψη. Έπειτα διερεύνησαν πώς η δραστηριότητα στον εγκέφαλο άλλαξε κατά τη διάρκεια της μάθησης που επέτρεψε τη βελτιωμένη απόδοση. Διαπίστωσαν ότι, σε χρονική κλίμακα λίγων ωρών, ο εγκέφαλος δεν επαναπροσδιορίζει τη νευρική του δραστηριότητα για να μεγιστοποιήσει την ταχύτητα και την ακρίβεια με την οποία μετακινεί το δρομέα.
“Σε αυτό το πειραματικό μοντέλο μπορούμε να εντοπίσουμε όλους τους νευρώνες που μπορούν να οδηγήσουν σε βελτιώσεις στη συμπεριφορά και να δούμε πώς αλλάζουν ταυτόχρονα όλοι”, λέει ο Steve Chase, αναπληρωτής καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Carnegie Mellon και το Κέντρο για την Νευρωνική Βάση της Γνώσης. «Όταν το κάνουμε αυτό, αυτό που βλέπουμε είναι ένα πραγματικά περιορισμένο σύνολο αλλαγών που συμβαίνουν και οδηγεί σε αυτή τη μη βέλτιστη βελτίωση της απόδοσης. Έτσι, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν όρια που περιορίζουν πόσο ευέλικτος είναι ο εγκέφαλός σας, τουλάχιστον σε αυτές τις σύντομες χρονικές κλίμακες. “
Όταν μαθαίνουμε ένα νέο καθήκον, δεν μπορούμε να ανακτήσουμε στιγμιαία την ικανότητα, εν μέρει λόγω του τρόπου με τον οποίο οι νευρώνες συνδέονται στον εγκέφαλο. Η μάθηση απαιτεί χρόνο και υπάρχουν μηχανισμοί με τους οποίους οι νευρώνες μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο που επικοινωνούν μεταξύ τους για να επιτρέψουν τη μάθηση – μερικές από τις οποίες μπορεί να είναι γρήγορες και μερικές άλλες μπορεί να διαρκέσουν περισσότερο. Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί κάτω από μια πιο αυστηρή δέσμη των περιορισμών από ό, τι πίστευε αρχικά, με αποτέλεσμα την καλή μάθηση βραχυπρόθεσμα, αλλά παρ ‘όλα αυτά ανεπαρκή απόδοση στον έλεγχο του δρομέα BCI.