Durante décadas, a neurociência assumiu que aprender novas tarefas depende principalmente de repetição: Quanto mais um evento foi feito, mais rápido ele foi adicionado. No entanto, estudos em ratos sugerem que o tamanho da recompensa pode desempenhar um papel igual ou até maior.
A pesquisa, liderada por cientistas do Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) Janelia Research Campus e publicado no jornal Ciênciamostrou que os animais aprenderam uma nova tarefa um dia após recebê-la grande recompensaenquanto os protocolos padrão normalmente exigem centenas ou milhares de repetições distribuídas por dias ou semanas.
Os pesquisadores descobriram que alguns ratos conseguiram completar determinadas tarefas após receberem menos de 10 recompensas importantes, resultado que contradiz a ideia comum de como novos comportamentos são adquiridos.
A diferença foi tão marcante que até o autor ficou surpreso. “Mas agora, num dia, vejo como estes ratos se saem bem”, disse ele. Lucas Coddingtoncientista sênior do Janelia Research Center e principal autor do estudo.
o dopamina É um dos neurotransmissores mais estudados no cérebro e está envolvido em muitos processos relacionados. motivação, BOM, a diversão sim EDUCAÇÃO.
A equipe liderada por Josh Dudman sim Lucas Coddington Acontece que este efeito está intimamente relacionado com a atividade desta molécula. Quando os animais receberam grande quantidade de água após completarem uma tarefa, foram registradas respostas dopaminérgicas mais fortes e duradouras no corpo estriado ventral, área do cérebro responsável pelo reforço comportamental.
Os pesquisadores reconheceram que as descobertas desafiaram suposições de longa data na neurociência experimental. “Todo o campo tem feito isso há décadas, e quero dizer isso literalmente; ninguém provou isso”, disse ele. Josh Dudmanlíder sênior do grupo na Estação de Pesquisa Janelia, discute o uso comum de pequenas recompensas repetidas para treinar animais.
Os cientistas também confirmaram que podem reproduzir parte deste efeito usando técnicas optogenéticaque permite que grupos específicos de neurônios sejam ativados pelo uso da luz. Ao expandir o sinal de dopamina associado a pequenas recompensas, os ratos aprenderam mais rapidamente.
Os resultados sugerem que não é apenas a recompensa que é importante, mas o ia intensidade e duração do cérebro esse é o gatilho. Os pesquisadores descobriram que os sinais dopaminérgicos mais longos permitiram que os animais aprendessem mais em cada tentativa e mantivessem a atenção por mais tempo.
“Acreditamos que, ao aumentar dramaticamente a resposta da dopamina a estas experiências, estamos a transformar cada ‘criança’ da nossa ‘turma’ num aluno altamente motivado”, explicou Coddington.
Uma das descobertas mais marcantes foi o declínio da diversidade animal. Em experimentos tradicionais, alguns ratos podem aprender uma tarefa em poucos dias, enquanto outros levam semanas. Com recompensas maiores, as diferenças individuais foram significativamente reduzidas e a aprendizagem tornou-se mais homogênea.
Segundo os pesquisadores, três fatores principais explicam essa melhora: aprendizado rápido é mais rápidoum melhor retenção do que foi aprendido entre sessões e níveis mais elevados de compromisso com o trabalho. Em outras palavras, os animais não apenas aprenderam mais rápido, mas também retiveram melhor as informações e mantiveram a motivação por mais tempo.
Experimentos também mostraram isso trabalho de navegação, habilidades motoras sim decisão que muitas vezes exigem centenas de tentativas podem ser resolvidas com apenas algumas repetições quando a recompensa é grande.
Os autores acreditam que estes resultados podem mudar a forma como muitas experiências em neurociência são conduzidas, o que reduz significativamente o tempo necessário para treinar animais para tarefas complexas.
O laboratório de Dudman já incorporou esta abordagem em protocolos de pesquisa, utilizando recompensas maiores para acelerar e padronizar a aprendizagem. Além do laboratório, o trabalho levanta questões interessantes sobre como funcionam os mecanismos motivacionais em outros contextos.
Os pesquisadores notaram esse entendimento como a dopamina controla a velocidade de aprendizagem pode inspirar novas estratégias para a educação, a formação e o desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial. Neste último caso, os algoritmos costumam usar as mesmas regras de recompensa que o cérebro usa para aprender.
Além disso, a investigação sugere que os animais podem adquirir competências mais complexas do que se pensava anteriormente, se a recompensa os mantiver empenhados na tarefa.
Embora os resultados tenham sido obtidos em ratos e não possam ser replicados diretamente em humanos, frente. A forma como o cérebro valoriza a recompensa também pode afetar muito a rapidez com que novas habilidades são adquiridas.
Os autores concluíram que, se as recompensas forem capazes de captar e manter a atenção, o potencial de aprendizagem pode ser maior do que se pensava anteriormente.
