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科技工作者之家 2019-05-16
美国约翰霍普金斯大学的一项新研究发现,奖励常常被用来促进学习,但它实际上可能掩盖了真正已掌握的知识。5月14日发表在《自然通讯》杂志上的这一研究展示了知识和表现之间的区别,并揭示了它们如何受环境的影响。
约翰霍普金斯大学心理和脑科学系的助教、研究的第一作者Kishore Kuchibhotla说:“大多数有关学习的研究关注的是动物如何学习‘内容’或知识。在此,我们认为有两个并行的学习过程:一个是对内容的学习,另一个是对背景或称环境的学习。如果我们能把这两种途径分开,或许就能找到提升表现的方法。”
尽管研究人员已经知道,强化或奖励可以改变动物的行为,但奖励究竟是如何影响学习和表现的,目前仍不清楚。Kuchibhotla解释说:“学习和表现之间的区别,就好比前者是学生在家习得知识,后者是他们在学校参加考试。在任何时候,我们所展示的东西都可能与我们所掌握的有所不同,我们感兴趣的是在正确的环境中获取知识的能力。”为此,研究团队对小鼠、大鼠和雪貂进行了一系列的任务训练,检测它们在有奖励和没有奖励的情况下执行任务的准确性。
在第一个实验中,研究小组训练小鼠在听到一种声音时舔舐水管(此时能喝到水),在听到另一种声音时不舔舐水管(此时若舔舐水管则会受到惩罚),整个过程持续两周。他们发现,在学习的早期某个时间点(约在第3-5天),小鼠的任务完成率为50%。然而,研究人员在第3-5天时取消奖惩机制后,小鼠完成任务的准确率超过90%。因此,小鼠似乎早就已经理解了任务。
为了证实这一发现,研究小组还做了其他实验:训练小鼠听到某种声音的时候按下杠杆获取白水;训练大鼠在听到某种声音时在杯子中寻找食物,但如果在声音出现之前有灯光存在就不去寻找食物;训练大鼠在听到特定声音时按下杠杆获取糖水,训练雪貂辨别获取水的这两种不同的声音。在所有的实验中,动物在没有奖励的情况下表现得更好。
Kuchibhotla说:“奖励似乎有助于逐步提升学习效果,但却阻碍了动物对已获得知识的运用,尤其是在学习的早期阶段。”此外,所有动物在没有奖励的情况下整体表现都有所提高,表明学习快慢的差异可能是由于动物对奖励本身的敏感度不同,而不是智力的差异所致。
研究人员认为,学习和表现之间的分离,或许有一天能帮助我们找出表现不佳的根本原因。虽然这项研究只是针对啮齿类动物和雪貂,但Kuchibhotla表示如果我们能够识别和操控大脑中的正确机制,或许有一天可以帮助人类在需要的时候更好地获取知识。此外,这能帮助阿尔茨海默氏症患者更长时间地保持清醒,并提高学生在考试中的表现。
科界原创
编译:灯丝
审稿:alone
责编:张梦
期刊来源:《自然通讯》
期刊编号:2041-1723
原文链接:
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190514093420.htm
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