由于多巴胺激活,新奇加速学习

多巴胺
多巴胺分子的球和棒模型,一种影响大脑奖励和愉快中心的神经递质。信用:jynto / wikipedia

由Sebastian Haesler (NERF,由IMEC授权,KU Leuven和VIB)领导的脑科学家已经确定了一个新的刺激如何促进学习的因果机制。新奇感直接激活多巴胺系统,该系统负责联想学习。研究结果对改进学习策略和机器学习算法的设计具有启示意义。

新奇和学习

一种基本的学习,被称为,常见于动物和人类。它涉及到一个刺激或一个行动与一个积极或消极的结果的联系。联想学习是我们许多日常行为的基础:例如,我们奖励孩子做作业,或者限制他们看电视的时间,如果他们表现不佳。

自1960年以来,科学家们已经知道,这是促进联合学习的新奇。然而,这种现象背后的机制仍然是未知的。

“以前的工作表明,新奇可能会激活在大脑中。因此我们认为激活也可能促进联想学习,”领导这项研究的塞巴斯蒂安·哈斯勒教授说。

嗅出新奇

为了证明新鲜感确实会激活多巴胺神经元,研究人员让老鼠同时接触新的和熟悉的气味。

“当老鼠闻到一种新的刺激时,它们会变得非常兴奋,并开始迅速地嗅。这种自然的、自发的行为为新奇感提供了很好的解读,”塞巴斯蒂安·哈斯勒团队的博士后Cagatay Aydin博士解释道。通过老鼠实验,研究小组证实多巴胺神经元会被新气味激活,而不是熟悉的气味。

在第二步中,老鼠被训练将新奇和熟悉的气味与奖励联系起来。

“当我们特别通过新方法阻止多巴胺的激活只有在几次试验中,学习速度会减慢。另一方面,刺激在熟悉刺激加速学习期间,“Joachim Morrens,Ph.D.学生在集团中。

新奇的价值

研究结果表明,新的刺激的多巴胺激活促进了学习。他们进一步为计算机科学中的一组理论框架提供了直接的实验支持,这些框架融入了“新奇奖金”,以解释新颖性的有益效果。纳入这种奖励可以加速机器学习算法并提高其效率。

从一个非常实际的角度来看,结果提醒我们更频繁地打破我们的日常生活,并寻求新的经验成为更好的学习者。


进一步探索

AI学习技术可以说明大脑中奖励途径的功能

更多信息:Morrens等人。2020.提示诱发的多巴胺在学习期间促进条件回应。神经元, 2020年。
期刊信息: 神经元

引用:由于多巴胺的激活,新事物加快了学习速度(2020年2月5日)
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