Nghiên cứu về chuột phát hiện sự tái hiện về mặt tinh thần của những kinh nghiệm trong quá khứ rất quan trọng cho việc học

Một nghiên cứu mới cho thấy việc tái hiện những trải nghiệm trong quá khứ khi tỉnh táo là điều cần thiết để đưa ra những lựa chọn sáng suốt.

Được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia, các nhà nghiên cứu đã chặn việc học hỏi - và hành động - những kinh nghiệm trong quá khứ bằng cách ngăn chặn chọn lọc việc phát lại, được mã hóa dưới dạng các đợt bùng nổ hoạt động thần kinh trong tích tắc của chuột thực hiện một nhiệm vụ mê cung.

“Có vẻ như những vụ nổ giống như gợn sóng này trong hoạt động điện ở vùng hải mã cho phép chúng ta suy nghĩ về các khả năng trong tương lai dựa trên những kinh nghiệm trong quá khứ và quyết định phải làm gì,” Tiến sĩ Loren Frank của Đại học California cho biết. San Francisco, người đã lưu ý rằng "các mô hình hoạt động tương tự của hồi hải mã đã được phát hiện ở người trong các tình huống tương tự."

Frank và các đồng nghiệp của ông đã phát hiện ra trong các nghiên cứu trước đây rằng hoạt động nhịp nhàng giống như gợn sóng ở vùng hải mã trùng khớp với sự tái hiện lại những trải nghiệm trong quá khứ trong thời gian tạm lắng trong hoạt động của chuột. Tín hiệu tương tự trong khi ngủ được biết là giúp củng cố ký ức, vì vậy các nhà nghiên cứu đã đưa ra giả thuyết rằng những trạng thái gợn sóng khi thức này là cần thiết cho việc ra quyết định do trí nhớ hướng dẫn.

Để kiểm tra điều này trong nghiên cứu hiện tại, họ đã ngăn chặn hoạt động gợn sóng một cách có chọn lọc mà không làm ảnh hưởng đến các chức năng khác, đồng thời theo dõi bất kỳ ảnh hưởng nào đến hoạt động của động vật trong một nhiệm vụ mê cung.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh riêng lẻ ở một số vùng nhất định của vùng hải mã có liên quan đến một vị trí cụ thể. Những tế bào ở nơi này phát hỏa khi con vật ở nơi đó hoặc - hóa ra - chỉ đang diễn lại về mặt tinh thần trải nghiệm ở nơi đó.

Trong thí nghiệm mới nhất, con chuột cần nhớ hai nhánh bên ngoài của mê cung hình chữ W mà nó đã ghé thăm trước đó và luân phiên giữa chúng, ghé thăm cánh tay đối diện sau lần đầu tiên ghé thăm nhánh giữa, để kiếm phần thưởng. Các nhà nghiên cứu cho biết, hoạt động gợn sóng xảy ra khi chuột không hoạt động trong thời gian nghỉ giữa các thử nghiệm.

Đặt các tế bào liên quan đến ngọn lửa mê cung liên tiếp nhanh chóng và đồng bộ với các tế bào thần kinh khác trong vùng lân cận. Các nhà nghiên cứu cho biết, cùng một vị trí các tế bào bắn ra theo trình tự như khi con chuột lần đầu tiên đi qua mê cung, cho thấy rằng con chuột đang tinh thần diễn lại trải nghiệm trước đó, nhưng với quy mô thời gian nhanh hơn nhiều.

Một hệ thống phản hồi tự động sẽ tắt quá trình bắn tế bào tại vị trí, thông qua kích thích điện nhẹ, bất cứ khi nào nó phát hiện hoạt động gợn sóng, điều này cũng ngăn chặn việc phát lại bộ nhớ mê cung. Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng không có lợi ích của việc tái hiện tinh thần, hiệu suất của chuột trong nhiệm vụ mê cung sẽ giảm sút.

Sự suy yếu trong trí nhớ làm việc không gian của động vật - khả năng của chúng liên kết kinh nghiệm trước đó và ngay lập tức với phần thưởng. Frank giải thích rằng khả năng này là cần thiết để quyết định chính xác cánh tay bên ngoài nào sau khi thoát ra khỏi cánh tay trung tâm trong các thử nghiệm bên ngoài.

Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng việc phát lại tỉnh táo trong vùng hải mã cung cấp thông tin về các vị trí trong quá khứ và các lựa chọn trong tương lai cho trung tâm điều hành của não, vỏ não trước trán, nơi học quy tắc luân phiên và áp dụng nó để hướng dẫn hành vi.

Mặc dù việc phát lại ở chuột chỉ kéo dài trong một phần giây, Frank lưu ý rằng chúng không khác gì trải nghiệm ký ức của chính chúng ta, vốn có xu hướng nén các sự kiện thường kéo dài thành điểm nổi bật của những gì đã xảy ra với chúng ta.

Ông nói: “Chúng tôi nghĩ rằng bộ não đang sử dụng những đợt bùng nổ giống như gợn sóng này cho nhiều thứ. “Nó đang sử dụng chúng để truy xuất ký ức, khám phá các khả năng - mơ mộng - và để củng cố ký ức.”

Nguồn: Viện Y tế Quốc gia