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新研究成果顛覆了以往認知,研究發現大獎勵能顯著加速學習。小鼠實驗中,大水量獎勵使學習時間從數周縮短至一天,個體差異大幅降低,關鍵在于延長了多巴胺信號,提高了每次學習的效率與投入度。關注詳情。
閱讀文摘
長期以來,科學家普遍認為學習速度主要取決于重復次數,而非獎勵的大小,好比打撲克,無論賭注是100元還是1億元,贏的次數多了自然成為高手。然而,最新研究成果顛覆了這一認知。研究發現,更大的獎勵能夠顯著加快學習速度,相關論文發表于《科學》雜志。
過去幾十年,神經科學界默認動物學習是緩慢的:即使是簡單任務,也需要上百次小獎勵的重復訓練。從來沒有人專門檢驗獎勵大小對學習的影響。當研究團隊決定驗證這一假設時,結果令人震驚。
這項研究中,研究人員將口渴的小鼠被分為兩組:完成任務的獎勵是幾大口喝水,還是許多小口水。前者(大獎勵組)學習速度遠超后者,差別好比給人一整塊餅干還是僅僅一顆M&M巧克力豆。
通常情況下,小鼠需要成千上萬次小獎勵、耗費數天才能學會一項任務。而接受不到10次大獎勵的動物,僅用一天就學會了。更出乎意料的是,盡管經驗更少,個體之間的學習差異也急劇縮小。
原本有的小鼠一周成為“專家”,有的則需要一個月;而大獎勵下,所有動物都在幾天內掌握了任務。研究人員感慨:以前只能通過接受幾周的訓練,小鼠才慢慢開竅。現在只用一天,它們就能完美完成任務。
研究發現,大獎勵通過三個方面加速學習:每次練習中學到的量更多、學習成果在日間的保留更好、以及整個學習過程中的投入度更高。與較小獎勵相比,大獎勵會引發大腦中多巴胺信號更強、持續時間更長。
當研究人員人為延長小獎勵引發的多巴胺信號時,學習速度同樣變快了。這種延長信號使得動物每次訓練學得更多、更投入,從而加速學習。其中,任務投入度是決定個體學習差異的最主要因素。
這一發現將改變神經科學研究技能學習的方式。使用大獎勵可大幅縮短訓練時間、減少個體差異,使學習過程更易研究。研究人員已全面采用大獎勵方案。更重要的是,小鼠或許能學會比以往認為的更復雜任務,幫助科學家探索之前無法觸及的學習與認知問題。
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