Η σημασία του χρόνου στην εκμάθηση: Νέα ευρήματα
Περισσότερο από έναν αιώνα πριν, ο Παβλόφ εκπαίδευσε τον σκύλο του να συνδέει τον ήχο ενός κουδουνιού με την τροφή. Από τότε, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο σκύλος μάθαινε μέσω της επανάληψης: Όσο περισσότερες φορές άκουγε το κουδούνι και ακολουθούσε η τροφή, τόσο καλύτερα μάθαινε ότι ο ήχος σήμαινε ότι το φαγητό θα ερχόταν σύντομα.
Ανατροπή παλαιών θεωριών
Ωστόσο, πρόσφατη έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο ανατρέπει αυτή την 100χρονη πεποίθηση σχετικά με τη διαδικασία της συνδυαστικής μάθησης. Η νέα θεωρία υποστηρίζει ότι η εκμάθηση εξαρτάται λιγότερο από τον αριθμό των επαναλήψεων και περισσότερο από το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ των ανταμοιβών.
«Αυτό που διαπιστώσαμε είναι ότι ο χρόνος μεταξύ των ζευγαρωμάτων ερεθίσματος-ανταμοιβής βοηθά τον εγκέφαλο να καθορίσει πόσο να μάθει από αυτή την εμπειρία», δήλωσε ο Vijay Mohan K. Namboodidiri, αναπληρωτής καθηγητής Νευρολογίας και κύριος συγγραφέας της μελέτης, που δημοσιεύθηκε στις 12 Φεβρουαρίου στο περιοδικό Nature Neuroscience.
Η επίδραση της επανάληψης
Όταν οι εμπειρίες συμβαίνουν πιο κοντά η μία στην άλλη, ο εγκέφαλος μαθαίνει λιγότερο από κάθε περίπτωση. Ο Namboodiri προσθέτει ότι αυτό μπορεί να εξηγήσει γιατί οι φοιτητές που διαβάζουν τελευταία στιγμή για τις εξετάσεις δεν τα καταφέρνουν όσο καλά οι μαθητές που μελετούν καθ’ όλη τη διάρκεια του εξαμήνου.
Η παραδοσιακή αντίληψη για τη συνδυαστική μάθηση θεωρούσε τη διαδικασία ως μια σειρά δοκιμών και λαθών. Μόλις ο εγκέφαλος ανιχνεύσει ότι ορισμένα ερεθίσματα μπορεί να οδηγήσουν σε ανταμοιβές, αρχίζει να τα προβλέπει. Στην αρχή, οι επιστήμονες πίστευαν ότι ο εγκέφαλος απελευθερώνει ντοπαμίνη μόνο όταν φτάνει η ανταμοιβή, όπως η νόστιμη τροφή.
Πειράματα με ποντίκια
Ο Namboodiri και ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Dennis Burke εκπαίδευσαν ποντίκια να συνδέουν έναν σύντομο ήχο με την απόκτηση ζαχαρούχου νερού, μεταβάλλοντας το χρονικό διάστημα μεταξύ των δοκιμών. Για ορισμένα ποντίκια, οι δοκιμές έγιναν 30 έως 60 δευτερόλεπτα μεταξύ τους, ενώ για άλλα, το διάστημα ήταν πέντε έως δέκα λεπτά ή και περισσότερο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ποντίκια που είχαν τις δοκιμές πιο κοντά μεταξύ τους έλαβαν πολύ περισσότερες ανταμοιβές από εκείνα που είχαν μεγαλύτερα διαστήματα.
Αν η συνδυαστική μάθηση εξαρτώταν μόνο από την επανάληψη, τα ποντίκια με περισσότερες δοκιμές θα έπρεπε να μάθουν πιο γρήγορα. Αντίθετα, τα ποντίκια που έλαβαν πολύ λίγες ανταμοιβές έμαθαν το ίδιο με εκείνα που είχαν 20 φορές περισσότερες δοκιμές στο ίδιο χρονικό διάστημα.
Επιπτώσεις στην εκμάθηση και την εθιστική συμπεριφορά
Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο που βλέπουμε την εκμάθηση και τον εθισμό. Για παράδειγμα, το κάπνισμα είναι διαλείπον και μπορεί να περιλαμβάνει ερεθίσματα, όπως η όραση ή η μυρωδιά των τσιγάρων, που αυξάνουν την επιθυμία για κάπνισμα. Δεδομένου ότι ένα έμπλαστρο νικοτίνης παρέχει νικοτίνη συνεχώς, μπορεί να διαταράξει την σύνδεση του εγκεφάλου μεταξύ νικοτίνης και της επακόλουθης ανταμοιβής ντοπαμίνης, μειώνοντας την επιθυμία για κάπνισμα και διευκολύνοντας την διακοπή.
Στο μέλλον, ο Namboodiri σκοπεύει να εξετάσει πώς αυτή η νέα θεωρία θα μπορούσε να επιταχύνει την τεχνητή νοημοσύνη. Τα τρέχοντα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης μαθαίνουν αρκετά αργά, καθώς βασίζονται στο επικρατούν μοντέλο της συνδυαστικής μάθησης, κάνοντας μικρές βελτιώσεις μετά από κάθε αλληλεπίδραση μεταξύ δισεκατομμυρίων δεδομένων.
«Ένα μοντέλο που αντλεί από αυτά που ανακαλύψαμε θα μπορούσε να μάθει πιο γρήγορα από λιγότερες εμπειρίες», δήλωσε ο Namboodiri. «Προς το παρόν, όμως, οι εγκέφαλοί μας μπορούν να μάθουν πολύ πιο γρήγορα από τις μηχανές μας και αυτή η μελέτη βοηθά να εξηγήσουμε γιατί».
