Versuch und Irrtum. Lernmethode entdeckt

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Gehirn einen dualen Mechanismus verwendet, um durch Versuch und Irrtum zu lernen. Dies erklärt, wie Gewohnheiten entstehen und kann als Grundlage für Behandlungsstrategien bei Erkrankungen wie Sucht oder Zwängen dienen.

Die von Neurowissenschaftlern am Sainsbury Wellcome Centre (SWC) am University College London (UCL) geleitete und an Mäusen durchgeführte Forschung könnte auch bei der Entwicklung von Therapien für die Parkinson-Krankheit helfen.

Bei der Lernmethode „Versuch und Irrtum“ probiert man so lange verschiedene Optionen aus, bis man eine findet, die funktioniert, und lernt dabei aus seinen Fehlern, berichtete Efe am Mittwoch.

„Wir haben einen Mechanismus entdeckt, der unserer Meinung nach für Gewohnheiten verantwortlich ist. Sobald man eine Vorliebe für eine bestimmte Handlung entwickelt, kann man das wertorientierte System umgehen und sich einfach auf die Standardeinstellung dessen verlassen, was man in der Vergangenheit getan hat“, sagte Marcus Stephenson-Jones, Gruppenleiter am SWC und Hauptautor. Dadurch werde das Gehirn auch für andere Aufgaben frei.

Forscher haben im Gehirn ein Dopaminsignal (ein Neurotransmitter) entdeckt , das als eine andere Art von Lernsignal fungiert als bisher bekannt.

Es war bekannt, dass Dopaminsignale im Gehirn Belohnungsvorhersagefehler (RPEs) bilden, die dem Einzelnen mitteilen, ob eine Option besser oder schlechter als erwartet ist (dies ist der Schaltkreis, der Menschen dazu bringt, nach Vergnügen zu streben).

In dieser neuen Studie stellten die Autoren fest, dass es neben Belohnungsvorhersagefehlern ein zusätzliches dopaminerges Signal gibt, den sogenannten Aktionsvorhersagefehler (APE), der die Häufigkeit der Ausführung einer Aktion aktualisiert.

Diese beiden Lernsignale bieten den Tieren (in diesem Fall den Ratten) zwei verschiedene Möglichkeiten, das Treffen einer Entscheidung zu erlernen: Sie lernen, die wertvollste Option oder die häufigste Option zu wählen, wie aus der Studie hervorgeht.

Stellen Sie sich vor, Sie gehen in Ihr Café. Beim ersten Mal brauchen Sie vielleicht eine Weile, um sich für ein Sandwich zu entscheiden, und je nachdem, welches Sie wählen, kann es Ihnen schmecken oder nicht. Aber wenn Sie oft in das Café zurückkehren, verschwenden Sie keine Zeit damit, über den Snack nachzudenken, sondern wählen automatisch einen, der Ihnen schmeckt. Wir glauben, dass das dopaminerge Signal der EPA die Speicherung dieser Standardeinstellung ermöglicht“, erklärte Stephenson-Jones.

Darüber hinaus bietet dieses neu entdeckte Lernsystem eine viel einfachere Möglichkeit, Informationen zu speichern, als den Wert verschiedener Optionen direkt vergleichen zu müssen, wodurch das Gehirn für Multitasking frei wird.

Wenn Sie beispielsweise erst einmal Autofahren gelernt haben, können Sie sich auch unterwegs mit jemandem unterhalten. Während Ihr Standardsystem alle wiederkehrenden Aufgaben zum Fahren des Autos übernimmt, kann Ihr wertebasiertes System entscheiden, worüber gesprochen wird, erklärt die Studie.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, warum es so schwer ist, schlechte Gewohnheiten abzulegen und warum das Ersetzen einer Handlung durch eine andere die beste Strategie sein kann : Wenn Sie eine Handlung konsequent ersetzen, beispielsweise das Kauen von Nikotinkaugummi anstelle des Rauchens, kann das EPA-System die Oberhand gewinnen und zusätzlich zu der anderen eine neue Gewohnheit bilden.

Diese Forschung hat auch potenzielle Auswirkungen auf die Parkinson-Krankheit , die bekanntermaßen durch das Absterben von Dopaminneuronen im Mittelhirn verursacht wird. Diese Neuronen sind an der Bewegung beteiligt und könnten für die Kodierung des EPR verantwortlich sein. Dies könnte erklären, warum diese Patienten Schwierigkeiten bei der Ausführung von Routineaufgaben wie Gehen haben, aber flexiblere Verhaltensweisen wie Schlittschuhlaufen ausführen können.