Rodents monitor their error in self-generated duration on a single trial basis
- Monitorowanie własnego zachowania i procesów myślowych stanowi sedno fundamentalnych pytań w neuronauce związanych z uczeniem się.
- Szczur, podobnie jak człowiek, jest w stanie oszacować błędy czasowe we własnych działaniach.
- Szczur jest w stanie ocenić, jak dokładnie właśnie wykonał zadanie, co sugeruje, że gryzonie są świadome swojego wewnętrznego stopera i jego historii, demonstrując zdolności do oceny wewnętrznych reprezentacji czasowych wykraczających poza poleganie na bieżących nagrodach.
- Nowe badania nad mechanizmami i strukturami mózgu zaangażowanymi w naszą wewnętrzną reprezentację czasu mogą być prowadzone na gryzoniach.
Podobnie jak ludzie, szczury są w stanie oszacować błąd czasowy w swoich działaniach. Odkrycie to stanowi sedno międzynarodowego badania, w którym uczestniczą naukowcy z CNRS, CEA i Polskiej Akademii Nauk. Toruje ono drogę nowym badaniom mającym na celu identyfikację mechanizmów i struktur neuronalnych leżących u podstaw wewnętrznej reprezentacji czasu. Praca ta została opublikowana w czasopiśmie PNAS.
Czy moja wypowiedz jest zbyt długa? Poprzednie badania wykazały, że ludzie są w stanie oszacować czas trwania swoich działań bez pomocy zegarka. Wynika to z naszej zdolności do introspekcji. Podczas wykonywania zadania, zwłaszcza czasowego, jesteśmy w stanie ocenić nasze wyniki i dokonać autokorekty, aby następnym razem wykonać je lepiej. Ale skąd mózg wie, jak bardzo odchylił się od docelowego czasu? To fundamentalne pytanie z dziedziny neuronauki leży u podstaw procesu uczenia się.
Nowe badania po raz pierwszy pokazują, że szczur również posiada tę umiejętność! Wynik ten jest efektem współpracy pomiędzy Paris-Saclay Neuroscience Institute (CNRS/University of Paris Saclay), Cognitive Neuroimaging Laboratory (CNRS/CEA/Inserm/University of Paris Saclay) oraz Instytutem Psychologii Polskiej Akademi Nauk. Naukowcy opracowali zadanie behawioralne, w którym szczury były uczone naciskania dźwigni przez 3,2 sekundy. Następnie w dwóch karmnikach przydzielano smakołyki w zależności od wyników zwierzęcia. Gryzoń uczy się wtedy, że strona karmnika zależy od dokładności wykonania zadania. Jeśli szczur wykonał zadanie z małym błędem czasowym (0.25 sec), był nagradzany po swojej lewej stronie. Jeśli błąd był większy (0.5 sec), był nagradzany po prawej stronie. W fazie testowej szczury miały wybór pomiędzy dwoma karmnikami. Przy każdej próbie gryzoń ocenia, czy udało mu się wykonać wymagane zadanie, czy też nie. Szczury wybierały karmnik w zależności od swojego błędu z dużą dokładnością. Co więcej, im bardziej szczur był przekonany, że znajdzie pożywienie w danym karmniku, tym szybciej je wybierał. Naukowcy tłumaczą to zachowanie połączeniem dwóch zjawisk: historii wzmocnień uzyskanych przez zwierzę oraz monitorowaniem aktualnych błędów czasowych we własnym zachowaniu.
Wyniki tych badan sugerują swoisty rodzaj aktywności metapoznawczej. Poprzez wykazanie tej zdolności u szczurów, praca ta otwiera drogę do nowych metod badawczych na zwierzętach, aby lepiej zrozumieć procesy metapoznawcze u ludzi. Przyszłe badania będą więc w stanie pogłębić fundamentalną wiedzę na temat mechanizmów i struktur mózgowych zaangażowanych w naszą wewnętrzną reprezentację czasu i nasze procesy metapoznawcze.
Zapraszamy do lektury:
https://www.pnas.org/content/119/9/e2108850119