Reforce o aprendizado com o poder da exposição negativa

resumo: Em ratos, os investigadores descobriram que a exposição passiva, combinada com o treino activo, pode melhorar significativamente o processo de aprendizagem. Este estudo mostra como a exposição passiva a estímulos como sons ou línguas ajuda o cérebro a formar representações básicas, tornando a aprendizagem ativa mais eficiente.

Os resultados, que são consistentes com pesquisas anteriores em humanos, sugerem que uma combinação de exposição passiva de baixo esforço e treinamento ativo pode levar a um domínio mais rápido de novas habilidades, como aprender um instrumento musical ou uma língua estrangeira.

Principais fatos:

1. Ratos expostos passivamente a sons, além do treinamento ativo, aprenderam a associar sons a recompensas mais rapidamente.
2. Simulações de redes neurais artificiais sugerem que a exposição negativa cria uma representação básica de estímulos no cérebro.
3. As conclusões do estudo são consistentes com a investigação em seres humanos, sugerindo que uma abordagem combinada entre a exposição passiva e o treino activo pode melhorar a aprendizagem de competências complexas.

fonte: Universidade Estadual de Oregon

Aprender uma nova habilidade requer prática deliberada ao longo do tempo, mas a exposição passiva ao tópico em questão pode ajudar a acelerar o processo, sugere uma nova pesquisa da Universidade de Oregon sobre ratos.

Esta descoberta, que se baseia em pesquisas anteriores em humanos, mostra como a exposição negativa pode ser uma ferramenta valiosa para a aprendizagem. Ajuda a ilustrar como assistir a filmes em uma língua estrangeira pode complementar exercícios de gramática e cartões de vocabulário, ou como ouvir gravações de concertos de piano profissionais pode ajudar músicos iniciantes a melhorar suas próprias habilidades.

O estudo fornece informações adicionais sobre os potenciais mecanismos cerebrais por trás desse efeito, ajudando os cientistas a entender por que a exposição negativa é tão poderosa, disse James Murray, neurocientista da Universidade de Oregon que liderou o estudo junto com o colega neurocientista Santiago Jaramillo, ambos do College of Artes. E ciência.

“Como estudar o que acontece dentro do cérebro dos roedores é muito mais fácil do que estudar o que acontece dentro do cérebro humano, estudar como o treinamento ativo e a exposição passiva afetam o aprendizado em ratos abre possibilidades interessantes para estudar os mecanismos neurais subjacentes à interação entre eles”, Murray adicionado.

Os pesquisadores descrevem suas descobertas em um artigo publicado na revista e-Vida.

Para estudar como os ratos aprendem, os pesquisadores treinaram os animais para alcançar uma recompensa em um local específico em resposta a tons que aumentavam ou diminuíam de tom. Todos os ratos foram submetidos a um protocolo de treinamento ativo, onde receberam feedback sobre seu desempenho para saberem se haviam feito a escolha certa. Alguns ratos também foram expostos à exposição passiva, ouvindo os sons enquanto não estavam envolvidos na tarefa.

Os pesquisadores mostraram que ratos expostos passivamente aos sons, além de serem treinados ativamente, aprenderam a localizar a recompensa mais rapidamente. Não pareceu importar se a exposição passiva ocorreu no início do treino ou foi intercalada em pequenas porções durante as sessões de treino ativo.

Em seguida, para compreender melhor como ocorre a aprendizagem no cérebro, os investigadores treinaram e testaram diferentes redes neurais artificiais numa versão simulada da tarefa de aprendizagem. As redes neurais, um tipo de algoritmo de aprendizado de máquina, processam informações de uma forma que imita a maneira como o cérebro processa as informações.

Neurônios artificiais representam neurônios reais, e o aprendizado ocorre ajustando a força das conexões entre esses neurônios. Não é uma réplica direta do cérebro, mas pode ser usada para gerar hipóteses que podem então ser testadas experimentalmente.

A modelagem sugere que a exposição passiva a um estímulo estabelece uma base no cérebro, criando uma representação sutil desse estímulo que captura suas características mais proeminentes, como desenhar um contorno a lápis antes de mergulhar em uma pintura detalhada. Então, durante a aprendizagem ativa, o cérebro associa o estímulo a comportamentos específicos. Com a exposição negativa, o cérebro fica preparado para fazer essas conexões mais rapidamente.

No futuro, a equipa espera registar a atividade cerebral em ratos durante uma tarefa de aprendizagem semelhante, para ver se as suas previsões se concretizam.

Os pesquisadores ressaltam que, embora a pesquisa tenha sido conduzida utilizando uma tarefa simples em ratos, as descobertas também podem ter implicações para um aprendizado mais complexo em humanos. A coautora do estudo, Melissa Bice-Burke, ex-linguista da Universidade de Oregon e agora da Universidade de Chicago, publicou estudos que mostram como a exposição passiva pode ajudar humanos adultos a aprender a compreender melhor os novos sons da fala.

“Combinados com trabalhos anteriores de Melissa e seus colaboradores em humanos, nossos resultados sugerem que em camundongos e humanos, um certo limite de desempenho pode ser alcançado com relativamente menos esforço, combinando a exposição passiva de baixo esforço com treinamento ativo”, disse Murray.

“Esta percepção pode ser útil para humanos que aprendem um instrumento musical ou uma segunda língua, embora seja necessário mais trabalho para compreender melhor como isto se aplica a tarefas mais complexas e como optimizar horários de treino que combinam exposição passiva com treino activo.”

Sobre notícias de pesquisa em aprendizagem e neurociências

autor: Martelos de louro
fonte: Universidade Estadual de Oregon
comunicação: Laurel Hammers – Universidade de Oregon
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso livre.
“A exposição passiva a estímulos relevantes para a tarefa melhora a aprendizagem da categorização“Por James Murray et al. e-Vida

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um resumo

A exposição passiva a estímulos relevantes para a tarefa melhora a aprendizagem da categorização

Aprender a realizar uma tarefa cognitiva de tomada de decisão geralmente é alcançado através de sessões de prática séria com feedback.

Aqui, investigamos como a exposição passiva a estímulos relevantes para a tarefa, que é relativamente fácil e não requer feedback, afeta a aprendizagem ativa.

Primeiro, treinamos ratos em uma tarefa de categorização sólida usando diferentes horários combinando exposição passiva e treinamento ativo.

Ratos que receberam exposição passiva apresentaram aprendizado mais rápido, independentemente de essa exposição ter ocorrido inteiramente antes do treinamento ativo ou ter sido intercalada entre sessões ativas.

Em seguida, treinamos modelos de redes neurais com diferentes arquiteturas e regras de aprendizagem para executar a tarefa. Redes que usam propriedades estatísticas de estímulos para aumentar a separabilidade dos dados por meio de aprendizagem não supervisionada durante a exposição passiva forneceram o melhor relato de observações comportamentais.

Descobrimos também que durante horários sobrepostos, há maior concordância entre atualizações de peso provenientes da exposição passiva e do treino ativo, de modo que algumas sessões sobrepostas podem ser tão eficazes quanto horários com longos períodos de exposição passiva antes do treino ativo, consistente com as nossas observações comportamentais.

Estas descobertas fornecem informações essenciais para a concepção de programas de treino eficazes que combinem aprendizagem activa e exposição passiva em sistemas naturais e artificiais.