Splošno velja, da so možgani ljudi, ki jih bolj uporabljajo, odpornejši na starostne spremembe. Številne izkustvene študije to potrjujejo: učenje novih veščin zmanjša tveganje za demenco. Kaj pa se fiziološko dogaja v možganih in ali jih učenje novega res tudi strukturno spremeni? Se to dogaja samo pri intelektualnih aktivnostih ali tudi pri vseh ostalih? In ali velja samo za starejše ali tudi za mlajše?
Da bi odgovorili na to vprašanje, so raziskovalci zasnovali zanimiv poskus: pri miših so spremljali možgansko aktivnost vse od začetka osvajanje neke veščine do popolnega obvladanja le-te . Potrdili so, da učenje novega (in ne utrjevanje »starega«) resnično spremeni možgane. Bolj raznovrstne, kot so veščine, bolje je.
Možgani se spremenijo
Z uporabo fotofoničnega mikroskopa (z dvema fotonoma) in genskih orodij so raziskovalci iz laboratorija Cold Spring Harbor (CSHL), Columbia University, University College London in Inštituta Flatiron potrdili, da se možgani miši spremenijo, ko slednje uspešno osvojijo novo nalogo.
Na sliki: Eksicatorni nevroni – obarvani zeleno, se hitreje odzovejo, ko postanemo bolj vešči pri izvajanju določene naloge. Rdeče so obarvani zaviralni nevroni – torej tisti, ki odziv ustavljajo. Vir: cshl.edu
Izpopolnjene nevronske mreže
Ugotovili so, da pri učenju novih nalog postanejo nevronske mreže bolj izpopolnjene in selektivne (specializirane). Ko se miši naučijo narediti novo nalogo, se njihovi možgani spremenijo. Od faze »novinca« – ki je pravkar osvojil veščino, napredujejo do faze »strokovnjaka«. Spremembe se kažejo v ožičenju celičnih vezij in aktivnostih nevronov. Na dolgi rok bi to lahko pomagalo bolje razumeti možganske procese, vpletene v sprejemanje odločitev.
Beležili več sto nevronskih mrež hkrati
Raziskovalci so miši izvežbali za zaznavne naloge odločanja, pri katerih je bilo treba preiti različne vodne ovire. Aktivnost njihovih možganov so spremljali od začetka – ko so šele osvajale nalogo, do konca – ko so postale »strokovnjakinje«.
“Beležili smo aktivnost pri več sto nevronskih mrežah hkrati in preučevali, kaj se je dogajalo z njimi ob učenju,” pojasni izredna profesorica na CSHL Anne Churchland. “Nismo vedeli, kako se sesalci naučijo strukturnih nalog in kako nevronska aktivnost to podpira. Celostnih študij, na katere bi se lahko oprli, namreč praktično ni bilo.«
Učenje poteka postopoma
“Večina prejšnjih študij se je osredotočala na obdobje, ko so živali v določeni veščini že bile »strokovnjaki«. V naši raziskavi smo se za razliko od njih osredotočili na celotni proces učenja ter izmerili nevronsko aktivnost vse od začetka do konca,” pojasnjuje Churchlandova.
“Ugotovili smo, da se učenje dogaja postopoma in se dokonča v približno štirih tednih. Tisto, kar podpira učenje, je sprememba aktivnosti v množici že od prej povezanih nevronov. Dogaja se v vseh fazah in neprestano.”
Trenirani nevroni se odzivajo hitreje
Ekipa je odkrila tudi, da so nevroni postali bolj selektivni pri odzivanju na določeno nalogo: bolj, kot so jo »trenirali«, hitreje so se odzivali.
»Ko se živali šele začnejo učiti, se nevroni odzovejo šele takrat, ko se za to odločijo. Ko žival osvoji veščino, se nevroni odzovejo veliko prej. Natančno vedo, kaj delajo, in do določene mere avtomatizirajo aktivnost. Nevronske mreže postanejo bolj rafinirane, natančne in specifične,« razloži Churchlandova.
