Szürke Állomány, Blog az agyműködésről

Idén szeptember 26-27-én kerül megrendezésre a  Kutatók Éjszakája 2025, melyhez a KOKI is csatlakozik előadásokkal és laboratórium látogatásokkal.

Nézzük akkor a dopamin második hatását. Ugyanis a pozitív RPE (sok dopamin)– vagyis amikor a kapott jutalom nagyobb vagy váratlanabb, mint amit előre vártunk – nemcsak tanulási jelet, hanem szubjektív élményt is kivált: örömöt, elégedettséget, "sikerérzést".

Annak a bemutatásával folytatjuk hogyan szabályozza a dopamin a tanulást? 

Eljutottunk végre oda, hogy kiértékeltük a válasz sikerét és kaptunk egy pozitív, egy nulla vagy egy negatív reward prediction error-t (RPE). Ennek megfelelően sok dopamin szabadul fel, kevés dopamin szabadul fel vagy nem szabadul fel dopamin. Ez lesz a jel arra, hogy kell-e tanulni, a szinaptikus kapcsolatok megerősödjenek, ne változzanak vagy gyengüljenek.

A dopaminfelszabadulás –a jutalom-predikciós hiba (RPE, reward prediction error) kódolása összetett agyi rendszerek összehangolt működése nyomán jön létre. Ezek a rendszerek érzékelik, összevetik és értékelik a várt és a bekövetkezett kimeneteleket, és ennek alapján határozzák meg, hogy felszabadul-e dopamin, milyen mennyiségben, és mely agyterületeken. Ami fontos, hogy nem a jutalom értéke számít itt, hanem a jutalom változása és váratlansága. Ez tanít minket a legjobban, hibáinkból és sikereinkből tanulunk a legjobban, nem a kb. jó rutinszerűen megcsinált dolgokból.

Most hogy átvettük a memóriák és a tanulás fajtáit, jön a legcikornyásabb rész, a jutalmazási rendszer (reward system) felépítésének és működésének bemutatása. A jutalmazási rendszer az agy egyik legfontosabb motivációs és tanulási rendszere, amely lehetővé teszi, hogy egy szervezet súlyozza (priorizálja), megtanulja és előnyben részesítse azokat a viselkedéseket, amelyek kellemes vagy hasznos kimenetelhez vezetnek és elkerülje azokat amik nem. A különböző típusú tanulások másként használják ezt a rendszert.

A tanulás alapja a szinaptikus súlyok megváltozása. A neuronhálózatoknál bemutattuk a memória alapjául szolgáló sejtszintű, társításos (asszociatív) tanulást, mely a Hebb szabályt használva alakítja a szinaptikus súlyokat, és ezért a hálózat információfeldolgozó képességét. Ez ugye a (kis)hálózat szintű tanulást írja le, ami azonnali és mindig bekövekezik, ha megvan az egyidejűség.

Az MTA Alumni program keretében meghívtak Veszprémbe a Vetési Albert Gimnáziumba, hogy beszéljek az agyműködésről és agykutatásról. Az előadást az MTA által megbízott profi csapata rögzítette és megvágta.

A mindennapi hatékony túléléshez a dolgokra különböző ideig kell emlékeznünk. Van amire csak egy rövid ideig (Mit hozzak a boltból? Hova tettem a bringa zárjának a kulcsát? Mik voltak a fizika feladatban a megadott értékek és mi a kérdés?), van amire örökre kell / kellene emlékezni (születési helyem, anyukám neve, a mohácsi vész időpontja). Egy eseményről, vagy egy terv eredményének sikeréről gyakran csak utólag dől el fontos-e, érdemes-e emlékezni rá. Ezért az agy eltérő részein kialakultak különböző időtartalmú memóriák, melyek azután, hogy az információ hasznosnak bizonyult, a rövidtávú memóriákból átkerülnek a hosszabbtávú memóriákba. (korábbi cikkünk a memóriáról)