Model tersebut menunjukkan kesamaan cara belajar manusia dan serangga

Model komputasi menunjukkan kesamaan cara manusia dan serangga belajar tentang lingkungan.

Menurut sebuah studi baru dari University of Sussex, yang menunjukkan bagaimana mereka dapat menggunakan dopamin untuk belajar seperti manusia, bahkan lalat buah yang sederhana membutuhkan dosis hormon kebahagiaan.

Pakar informatika dari Universitas Sussex telah mengembangkan model komputasi baru yang menunjukkan hubungan lama antara pelatihan serangga dan mamalia, sebagaimana dirinci dalam artikel baru yang diterbitkan hari ini (7 Mei 2021). Komunikasi alam.

Termasuk data anatomi dan fungsional dari eksperimen terbaru, Dr. James Bennett dan rekannya memodelkan bagaimana anatomi dan fisiologi otak lalat buah dapat mendukung pembelajaran sesuai dengan hipotesis kesalahan prediksi (RPE).

Model tubuh jamur serangga

Skema model VS. Unit-unit tersebut diberi kode warna sesuai dengan tipe sel. Penulis: University of Sussex

Model komputasi menunjukkan bagaimana neuron dopamin di area otak lalat buah, yang dikenal sebagai tubuh jamur, dapat menghasilkan sinyal yang mirip dengan neuron dopamin mamalia, dan bagaimana sinyal dopamin ini dapat dengan andal mengajarkan pembelajaran.

Para ilmuwan percaya bahwa menentukan apakah lalat juga menggunakan kesalahan prediksi untuk pelatihan dapat mengarah pada penelitian hewan yang lebih manusiawi yang memungkinkan hewan digantikan oleh spesies serangga yang lebih sederhana untuk penelitian masa depan dalam mekanisme pembelajaran.

Dengan membuka kemungkinan baru untuk mempelajari mekanisme pembelajaran saraf, para peneliti berharap bahwa model tersebut juga dapat berguna dalam menjelaskan pemahaman yang lebih dalam tentang masalah kesehatan mental seperti depresi atau kecanduan yang mendasari hipotesis RPE.

Dr Bennett, seorang peneliti di Universitas Sussex di Sekolah Teknik dan Ilmu Komputer, mengatakan: “Dengan menggunakan model komputasi kami, kami dapat menunjukkan bahwa data dari percobaan serangga tidak selalu bertentangan dengan prediksi hipotesis RPE, seperti sebelumnya. pikir.

“Membangun jembatan antara studi penelitian serangga dan mamalia dapat membuka kemungkinan untuk menggunakan alat genetik yang kuat yang tersedia untuk melakukan percobaan pada serangga, dan skala otak mereka yang lebih kecil, untuk memahami fungsi otak dan penyakit pada mamalia, termasuk manusia. “

Memahami bagaimana mamalia belajar telah maju secara signifikan berkat hipotesis RPE, yang menunjukkan bahwa ingatan asosiatif dipelajari secara proporsional dengan seberapa tidak akuratnya mereka.

Hipotesis tersebut telah berhasil secara signifikan dalam menjelaskan data eksperimental tentang pelatihan mamalia, dan telah banyak digunakan dalam pengambilan keputusan dan penyakit mental seperti kecanduan dan depresi. Tetapi para ilmuwan menemui kesulitan dalam menerapkan hipotesis pada pelatihan serangga karena hasil yang bertentangan dari berbagai percobaan.

Tim peneliti dari University of Sussex telah membuat model komputasi untuk menunjukkan bagaimana fitur utama anatomi dan fisiologi jamur dapat menerapkan pelatihan sesuai dengan hipotesis RPE.

Model tersebut meniru penyederhanaan tubuh jamur, termasuk berbagai jenis neuron dan hubungan di antara mereka, serta bagaimana aktivitas neuron ini mendorong pembelajaran dan memengaruhi keputusan yang diambil lalat ketika pilihan tertentu dihargai.

Untuk lebih memahami pembelajaran di otak lalat, tim peneliti menggunakan modelnya untuk membuat lima prediksi baru tentang pengaruh neuron yang berbeda dalam jamur pada pembelajaran dan pengambilan keputusan dengan harapan mereka akan berkontribusi pada pekerjaan eksperimental di masa depan.

Dr Bennett mengatakan: “Sementara model lain dari tubuh jamur telah dibuat, sejauh yang kami tahu, sejauh ini tidak ada model lain yang melibatkan hubungan antara neuron dopamin dan rangkaian neuron lain yang memprediksi dan mengontrol perilaku sebelum penghargaan. Misalnya, jika reward adalah kandungan gula dalam makanan, koneksi ini memungkinkan Anda untuk membandingkan prediksi keberadaan gula dengan penyerapan gula sebenarnya, sehingga Anda dapat mengetahui prediksi yang lebih akurat dan perilaku yang tepat dalam mencari gula.

“Model tersebut dapat menjelaskan berbagai perilaku lalat buah ketika aktivitas neuron di otak mereka dibungkam atau diaktifkan secara artifisial dalam eksperimen. Kami juga menawarkan hubungan antara neuron dopamin dan neuron lain dalam tubuh jamur yang belum dilaporkan dalam eksperimen, tetapi akan membantu menjelaskan lebih banyak data eksperimental. ”

Thomas Navotny, profesor ilmu komputer di Universitas Sussex, mengatakan: “Model ini menggabungkan teori pembelajaran dan pengetahuan eksperimental dengan cara yang memungkinkan kita untuk secara sistematis berpikir tentang bagaimana otak lalat sebenarnya bekerja. Hasilnya menunjukkan bagaimana belajar dengan lalat sederhana dapat menjadi lebih mirip. tentang bagaimana kita belajar daripada yang diperkirakan sebelumnya. “

Informasi: 7 Mei 2021, Komunikasi alam.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22592-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.