Обучение ассоциативной последовательности
Ассоциативное последовательное обучение ( ASL ) — это нейробиологическая теория, которая пытается объяснить, как зеркальные нейроны способны сопоставлять наблюдаемые и выполняемые действия и как люди (взрослые, дети, животные) могут имитировать движения тела. Теория была предложена Сесилией Хейес в 2000 году. [1] [2] (отзывы см. [3] [4] [5] ). Концептуально аналогичная модель, предложенная Кристианом Кейзерсом и Дэвидом Перреттом, основанная на том, что мы знаем о нейронных свойствах зеркальных нейронов и пластичности, зависящей от времени импульса, — это теория обучения зеркальных нейронов по Хеббу . [6]
Его центральный принцип заключается в том, что ассоциации между сенсорными и моторными представлениями приобретаются онтогенетически (т. е. приобретаются в процессе развития) в результате коррелированного сенсомоторного опыта . Рассмотрим пример актера, сжимающего кулак. В этой ситуации активация двигательной репрезентации (моторный план сжать кулак) часто сочетается с соответствующей перцептивной репрезентацией (вид сжатого кулака). Хейес предполагает, что со временем формируется двунаправленная ассоциативная связь, при которой активация одной репрезентации возбуждает другую. Проще говоря, в результате парных связей «делания» и «видения» устанавливаются связи, которые позволяют наблюдению за действием предшествовать выполнению действия.
В приведенном выше примере коррелирующий сенсомоторный опыт обеспечивается самонаблюдением. Однако это не может объяснить развитие сенсомоторных ассоциаций для так называемых «перцептивно непрозрачных» действий. Это действия, за которыми актер не может наблюдать, и включают в себя выражения лица и действия всего тела (например, подача в теннисе ). Хейес предлагает два других источника сенсомоторного опыта, объясняющих возникновение ассоциаций, связанных с неясными действиями; опыт, опосредованный зеркальными отражениями, и опыт подражания другим. Когда актер улыбается в зеркале, его отражение улыбается в ответ. Следовательно, двигательное представление («улыбка») сопряжено с соответствующим сенсорным представлением (вид улыбающегося лица). Аналогичным образом, имеется немало свидетельств того, что родители подражают маленьким младенцам. [7] Таким образом, когда младенец «натыкается» на двигательный план нахмуриться, это может сочетаться с видом нахмуренного лица родителя.
Другие источники коррелированного сенсомоторного опыта могут также включать синхронное действие (в танцевальном и спортивном контексте, когда актеры выполняют и наблюдают аналогичные действия) и приобретенный опыт эквивалентности (когда действие возбуждает визуальное представление через общее слуховое представление).
Еще одной определяющей характеристикой модели ASL является ее утверждение о том, что развитие сенсомоторных связей опосредуется теми же механизмами ассоциативного обучения , которые создают павловское обусловливание . Поэтому Хейес предполагает, что развитие сенсомоторных ассоциаций чувствительно не только к временной смежности (степень, в которой активация сенсорных и моторных репрезентаций близка друг к другу во времени), но также и к случайности (степень, в которой активация одной репрезентации является прогностической). другого). Это важнейшая особенность модели ASL, поскольку она объясняет, почему актеры не приобретают ложных сенсомоторных ассоциаций. Рассмотрим пример двух взаимодействующих лиц, один из которых чешет ухо, когда его коллега чихает. Модели, основанные на обучении, которые не предусматривают чувствительности к непредвиденным обстоятельствам, предсказывают, что двигательный план почесывания ушей должен ассоциироваться с визуальным представлением чихания! Однако ASL предсказывает, что никакой ассоциации не возникнет, поскольку акт почесывания ушей не предсказывает вид чихания – другими словами, здесь нет сенсомоторной реакции. непредвиденный случай . Хеббианская теория обучения появлению зеркальных нейронов [6] также подчеркивает важность непредвиденных обстоятельств, поскольку известно, что синаптическая пластичность, лежащая в основе обучения Хебба, зависит от непредвиденных обстоятельств. [8]
Доказательство
[ редактировать ]Исследования нейровизуализации показывают, что зеркальная система человека чувствительна к сенсомоторным ощущениям. В частности, оказывается, что активация зеркальной системы сильнее, когда у наблюдателя есть соответствующий двигательный опыт. [9] [10] Например, более сильная реакция фМРТ наблюдалась в классических зеркальных областях (премоторная, теменная и задняя верхняя височная борозда), когда специалисты по балету наблюдали балетные последовательности, чем когда они просматривали соответствующие стимулы капоэйры. Тот факт, что активация зеркальной системы чувствительна к сенсомоторным навыкам, является убедительным свидетельством того, что свойства зеркальных нейронов приобретаются посредством обучения.
Хейес и его коллеги также показали, что ряд имитационных эффектов, которые, как считается, опосредуются зеркальной системой, могут быть обращены вспять с помощью периодов сенсомоторной тренировки «против зеркала». Например, люди обычно быстрее выполняют подражательные реакции по сравнению с сопоставимыми неимитационными реакциями. Широко распространено мнение, что этот эффект является продуктом зеркальной системы человека: считается, что наблюдение за действием возбуждает подмножество премоторных нейронов, ответственных за выполнение действия, тем самым запуская выполнение соответствующего ответа. Однако после периодов тренировки, в течение которых выполнение одного действия (например, раскрытия руки) сочетается с наблюдением за другим действием (например, свертыванием руки), преимущество во времени реакции для подражательных реакций может быть аннулировано. [11] Было также показано, что аналогичная тренировка с зеркалом обращает вспять эффекты классической зеркальной системы, наблюдаемые при транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). [12] и функциональная визуализация [13] парадигмы.
Как предсказывает теория ассоциативного обучения и, следовательно, модель ASL, это обучение чувствительно к сенсомоторным непредвиденным обстоятельствам (т.е. степени, в которой возбуждение одного представления предсказывает возбуждение другого). Когда нет случайности между сенсорными и моторными представлениями; например, когда выполнение действия одинаково вероятно как при наличии, так и при отсутствии зрительного стимула против зеркала, обучение наблюдается незначительно или вообще не наблюдается. [14]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Хейес, К.М. и Рэй, Э. (2000) Каково значение подражания у животных? Достижения в изучении поведения, 29, 215–245.
- ^ Хейес, CM (2001) Причины и последствия подражания. Тенденции в когнитивных науках, 5, 253–261.
- ^ Привет, CM (2010) Откуда берутся зеркальные нейроны? Неврологические и биоповеденческие обзоры, 34, 575–583.
- ^ Хейес, CM (2010) Завораживающие зеркальные нейроны. НейроИмидж, 51, 789–791
- ^ Катмур, К., Уолш и Хейес, СМ (2009). Роль опыта в развитии подражания и зеркальной системы. Философские труды Королевского общества B, 364, 2369–2380.
- ^ Перейти обратно: а б Кейзерс, К., и Перретт, Д.И. (2004). Демистификация социального познания: взгляд Хебба. Тенденции в когнитивных науках, 8, 501–507.
- ^ Малатеста, Чехия, и Хэвиленд, Дж. М. (1982). Обучение правилам проявления: социализация выражения эмоций в младенчестве. Развитие ребенка, 53, 991–1003.
- ^ Бауэр, Е.П., Леду, Дж. Э., и Надер, К. (2001). Обусловливание страхом и ДП в латеральной миндалевидном теле чувствительны к одним и тем же непредвиденным стимулам. Нат Нейроски, 4 (7), 687–688.
- ^ Кальво-Мерино, Б., Глейзер, Д.Э., Грезес, Дж., Пассингем, Р.Э., и Хаггард, П. (2005). Наблюдение за действиями и приобретенные двигательные навыки: исследование фМРТ с участием опытных танцоров. Кора головного мозга, 15, 1243–1249.
- ^ Кальво-Мерино, Б., Грезес, Дж., Глейзер, Д.Э., Пассингем, Р.Э., и Хаггард, П. (2006). Видеть или делать? Влияние зрительного и двигательного восприятия при наблюдении за действиями. Текущая биология, 16, 1905–1910.
- ^ Хейес, К.М., Бёрд, Г., Джонсон, Х. и Хаггард, П. (2005) Опыт модулирует автоматическое подражание. Когнитивные исследования мозга, 22, 233–240.
- ^ Кэтмур, К., Уолш, В. и Хейес, CM (2007) Сенсомоторное обучение настраивает систему зеркал человека. Текущая биология, 17, 1527–1531 гг.
- ^ Кэтмур, К., Гиллмейстер, Х., Бёрд, Г., Липельт, Р., Брасс, М. и Хейес, К. (2008) Сквозь зеркало: активация против зеркала после несовместимого сенсомоторного обучения. Европейский журнал неврологии, 28(6), 1208–1215.
- ^ Кук, Р., Пресс, К., Дикинсон, А. и Хейес, СМ (2010) Приобретение автоматической имитации чувствительно к сенсомоторным непредвиденным обстоятельствам. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность, 36 (4), 840–852.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- [1] (Ряд процитированных выше статей доступен для скачивания в формате pdf)