Powoduje fizyczne zmiany w neuronach mózgu. Dzięki naukowcom wiemy, jak przebiega uczenie się

Uczenie się to jedno z tych pojęć, którego znaczenie wszyscy znamy, ale gdy przychodzi do zdefiniowania go, trudno o sensowne wyjaśnienie. W najprostszym ujęciu - uczenie definiuje się jako każdą względnie trwałą zmianę zachowania, która jest spowodowana doświadczeniem lub ćwiczeniem. Dlaczego trwała zmiana? Udowodniono, że nauka powoduje fizyczne zmiany w neuronach mózgu i jest to na swój sposób fascynujące, że "uczenie się" widać i jest ono dostrzegalne w sensie dosłownym, fizycznym. Owe widoczne zmiany to nic innego jak wzmocnienie niektórych ścieżek neuronalnych poprzez częstsze przesyłanie przez nie impulsów, jak również tworzenie się  nowych połączeń między neuronami, które dotąd nie były połączone.

Wiedza, którą posiądziemy przez naukę, zostanie "zakodowana" w konformacji naszych neuronów już na zawsze, nawet wtedy, gdy nie będziemy mieli do niej dostępu (np. w przypadku różnorakich trudności z odtworzeniem jej). Nie wszystkie jednak zmiany, zachodzące w połączeniach neuronalnych mózgu, nazwiemy nauką. Wzrost i rozwój mózgu to zmiany kontrolowane genetycznie i hormonalnie, nie przez zdobyte doświadczenie - nie nazywamy ich nauką, lecz dojrzewaniem. Gdy zatem dziecko dowiaduje się, że nie należy wkładać ręki do płomienia świecy, bo to boli - mówimy o nauce. Gdy dorasta i rozwijają się określone obszary jego mózgu, prowadząc do poprawnego wnioskowania - mówimy o dojrzewaniu.

Rosyjski fizjolog, Ivan Pawłow, na początku XX wieku zajmował się badaniem układu trawiennego psów i ilości wydzielanej przez nie śliny w odpowiedzi na pokarm. Jak zauważył - w pysku psa, w którym znajdował się pokarm, następowało wydzielanie śliny, będące odruchem bezwarunkowym, czyli takim, który powstaje w wyniku działania bodźca bezwarunkowego (pokarmu) - bezwiednie i niezależnie od woli zwierzęcia. 

Wkrótce Pawłow odnotował, że psy zaczynają się ślinić w innych momentach, niż podczas jedzenia: a to na widok asystenta, niosącego karmę, a to na dźwięk pobrzękiwania misek, a w jeszcze innych przypadkach - na samą porę karmienia. Doszedł wtedy do wniosku, że niektóre bodźce warunkowe (np. brzęk misek, do których sypie się karmę dla psów) wywołują reakcję, która w istocie przypomina jeden do jednego reakcję ślinienia się podczas jedzenia. Tak wyuczoną reakcję na bodziec nazwał odruchem warunkowym, a proces uczenia się - warunkowaniem. 

Najprościej mówiąc: gdy po bodźcu warunkowym (np. brzęk miski) w bardzo krótkim czasie (do 5 sekund) następował bodziec bezwarunkowy (podanie karmy), psy warunkowały brzęk misek ze ślinieniem się, ponieważ oczekiwały pokarmu. Wtedy ślinienie się, które pierwotnie było niezależnym odruchem (bezwarunkowym), stawało się odruchem warunkowym, zależnym od brzęku miski. Pawłow założył, że proces ten, nazwany później warunkowaniem klasycznym, odpowiada za naukę: kojarzenie bodźca z określonym zachowaniem.

Ponieważ Pawłow był pewien, że odkrył sedno uczenia się, postanowił sprawdzić się jeszcze na kilku przykładach. W jednym z eksperymentów wyuczył psy reakcji ślinienia się na bodziec, jakim było tykanie metronomu. Po niedługim czasie każdy podobny, tykający dźwięk, zaczął kojarzyć się zwierzętom z jedzeniem i zaczynały się ślinić na tykanie, które było tylko podobne do dźwięku metronomu. Zostało to nazwane generalizacją bodźca. Z kolei gdy kilka - kilkunastokrotnie przedstawiano psom dźwięk tykającego metronomu, po którym nie nastąpiło podanie jedzenia, warunkowy odruch ślinienia się na dźwięk bodźca (tykania) zanikał, co zostało nazwane wygaszaniem bodźca.

W niedługim czasie kolejne eksperymenty zaczęły dowodzić słuszności tez Pawłowa, czyniąc go niejako "odkrywcą" uczenia się: okazało się bowiem, że w ludzkich mózgach zachodzą dokładnie te same procesy, co w psich: reakcje na bodźce, warunkowanie, generalizacja bodźca i wygaszanie. I w ten sposób psy Pawłowa zostały legendą i synonimem definicji uczenia się.

O ile warunkowanie klasyczne odnosi się do nauki automatycznych, mimowolnych i instynktownych reakcji, o tyle warunkowanie sprawcze, zwane również instrumentalnym odnosi się do nauki reakcji dobrowolnych, zależnych od woli. Wkład w tę dziedzinę nauki o nauce wnieśli Thorndike i Skinner. Tym razem, na tapet zostały wzięte inne zwierzęta - koty.

Thorndike, badający na początku XX wieku zachowanie głodnego kota, zamkniętego w klatce obok miski z jedzeniem (tak, to brzmi jak barbarzyństwo), ustalił, że jeśli takiemu kotu przedstawi się miskę, leżącą tuż za kratami klatki, będzie on szukał wyjścia z niej za wszelką cenę. Jeśli w klatce umieści się dźwignię, która będzie otwierać klatkę, po jakimś czasie (i wielokrotnej metodzie prób i błędów) kot nauczy się, że naciśnięcie dźwigni wypuszcza go z klatki i jeszcze do tego nagradza miską jedzenia. Na podstawie tych badań Thorndike sformułował prawo efektu: działanie, które ma przyjemne konsekwencje, będzie powtarzane, a działania, które ma nieprzyjemne konsekwencje, będziemy unikać.

Prace Thorndike'a rozszerzył Skinner, który nadał procesowi uczenia się zachowań zależnych od woli (czyli nastawionych na skutki) nazwę warunkowania sprawczego. Ustalił, że czynności, które ludzie i zwierzęta podejmują, aby coś osiągnąć lub czegoś uniknąć, to czynności sprawcze, zatem nauka przez nie to inny rodzaj warunkowania.

Nauka to coś, do czego zdolny jest każdy człowiek i każde zwierzę. Warunkowanie, zarówno klasyczne jak i sprawcze, zachodzą na co dzień u wszystkich zwierząt, w tym - u ludzi. A jak się do tego wszystkiego ma inteligencja?

Inteligencja to bazowa zdolność do uczenia się, rozpoznawania, pojmowania i postrzegania, a także wykorzystywania wiedzy w praktyce. Inteligencja określa potencjał do zdobywania i wykorzystania wiedzy i jest czymś różnym od mądrości, będącej wiedzą nabytą. Inteligencja to zdolność, potencjał, wiedza z kolei to "martwa" materia, stan posiadanych informacji.

Na całe szczęście, inteligencję można ćwiczyć, a nową wiedzę - zdobywać. A byłoby to niemożliwe, gdyby nie nauka.

Źródło:

·       Cicarelli S., White J. N., Psychologia, Dom wydawniczy Rebis, Poznań, 2023.

·       https://psychologiawpraktyce.pl/artykul/czym-jest-inteligencja-i-jakie-sa-rodzaje-inteligencji

CZYTAJ TAKŻE: 

Alzheimer to cukrzyca typu trzeciego. Styl życia ma wpływ na mózg

ADHD u dorosłych potrafi się ukrywać. Te objawy zdradzają zaburzenie