Tóm tắt: Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra sự tham gia đáng kể của tiểu não vào việc học tập dựa trên phần thưởng, thách thức quan điểm lâu đời về chức năng của nó. Bằng cách huấn luyện khỉ liên kết các tín hiệu thị giác với chuyển động tay để nhận phần thưởng, nghiên cứu chứng minh rằng tiểu não rất cần thiết để hình thành các hiệp hội thị giác mới, không chỉ kiểm soát chuyển động.

Khi hoạt động trong một vùng tiểu não cụ thể bị chặn, khỉ phải vật lộn để tìm hiểu các liên kết mới, nhấn mạnh vai trò quan trọng của tiểu não trong các chức năng nhận thức ngoài kiểm soát vận động. Nghiên cứu này làm sáng tỏ sự tương tác phức tạp giữa tiểu não và các quá trình nhận thức, cung cấp cái nhìn sâu sắc về những khó khăn không vận động mà những người bị rối loạn tiểu não gặp phải.

Thông tin chính:

1. Tiểu não, được biết đến với việc điều chỉnh chuyển động, cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc học tập dựa trên phần thưởng, như được thể hiện qua những phát hiện của nghiên cứu với khỉ.
2. Ngăn chặn một khu vực cụ thể của tiểu não làm suy yếu khả năng tìm hiểu các hiệp hội thị giác mới, làm nổi bật sự đóng góp của tiểu não vào các chức năng nhận thức.
3. Khám phá này mở rộng sự hiểu biết của chúng ta về vai trò của tiểu não ngoài kiểm soát vận động, cho thấy ý nghĩa đối với việc giải quyết các triệu chứng không vận động của rối loạn tiểu não.

Nguồn: Đại học Pittsburgh

Nếu bạn thưởng cho một con khỉ một ít nước trái cây, nó sẽ học cách di chuyển tay nào để đáp ứng với một tín hiệu thị giác cụ thể – nhưng chỉ khi tiểu não hoạt động đúng.

Vì vậy, các nhà thần kinh học tại Đại học Y khoa Pittsburgh và Đại học Columbia, người gần đây đã công bố những phát hiện trên Nature Communications cho thấy vùng não đóng một vai trò quan trọng trong việc học tập dựa trên phần thưởng.

Tiểu não, nằm ở đáy hộp sọ phía sau ngã ba của não và tủy sống lớn hơn, nổi tiếng với vai trò điều chỉnh chuyển động, cân bằng và phối hợp, đồng điều tra viên Andreea Bostan, Tiến sĩ, trợ lý giáo sư nghiên cứu tại Khoa Sinh học thần kinh của Pitt cho biết. Mặc dù nó chiếm khoảng 10% khối lượng của não, tiểu não chứa gần 80% tế bào thần kinh của não.

“Một giả định lâu đời về chức năng tiểu não là nó chỉ kiểm soát cách chúng ta di chuyển. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta biết rằng có những phần của tiểu não được kết nối và dường như đã phát triển cùng với các khu vực của não kiểm soát cách chúng ta suy nghĩ”, Bostan nói.

“Bởi vì tiểu não sử dụng thông tin về các lỗi để dần dần tinh chỉnh chuyển động, một giả định khác là nó có khả năng đóng góp vào các chức năng nhận thức theo cách tương tự.”

Để hiểu rõ hơn về vai trò của tiểu não trong nhận thức, các thành viên của nhóm nghiên cứu đã huấn luyện khỉ di chuyển tay trái hoặc tay phải tùy thuộc vào hình ảnh chúng nhìn thấy trên màn hình. Họ nhận được một ngụm nước trái cây nếu họ hành động chính xác, cuối cùng học cách liên kết các tín hiệu thị giác cụ thể với chuyển động thích hợp để nhận phần thưởng.

Trong một nghiên cứu trước đây, đồng điều tra viên Naveen Sendhilnathan, Tiến sĩ, thuộc Đại học Columbia đã chỉ ra rằng ở vùng bên sau này của tiểu não, hoạt động của các tế bào thần kinh được gọi là tế bào Purkinje thay đổi để phản ánh quá trình học các hiệp hội thị giác theo kết quả khen thưởng.

Để tìm hiểu xem khu vực này có góp phần vào việc học hay không, khỉ đã nhận được trước khi thực hiện các nhiệm vụ giả dược muối hoặc một loại thuốc tạm thời ngăn chặn hoạt động của tiểu não bên sau.

Khi được trình bày với một biểu tượng mà chúng đã học cách liên kết với một chuyển động nhất định, những con khỉ đã thực hiện chính xác nhiệm vụ. Nếu được cho uống nước muối, những con khỉ có thể học được một liên kết vận động thị giác mới sau 50-70 lần thử. Nhưng khi họ có được tác nhân chặn, họ đã phải vật lộn để tìm hiểu hiệp hội mới, ngay cả khi cùng một biểu tượng được hiển thị nhiều lần cho đến khi họ làm đúng và được khen thưởng.

Vì vậy, “khi bạn vô hiệu hóa vùng tiểu não này, bạn sẽ làm giảm khả năng học tập mới”, Bostan nói.

“Nó chậm hơn nhiều, xảy ra qua nhiều thử nghiệm hơn và hiệu suất không đạt đến mức tương tự. Đây là một ví dụ cụ thể về tiểu não sử dụng thông tin khen thưởng để định hình chức năng nhận thức ở động vật linh trưởng”.

Cô nói thêm rằng bất hoạt tiểu não bên sau không gây ra thay đổi trong cách thực hiện các động tác và việc bất hoạt các vùng tiểu não khác không làm giảm khả năng học tập.

“Nó giúp giải thích một số khó khăn không vận động ở những người bị rối loạn tiểu não.”

Nhóm nghiên cứu bao gồm Michael E. Goldberg, MD, của Đại học Columbia, và Peter L. Strick, Tiến sĩ, thuộc Khoa Sinh học Thần kinh của Đại học Pittsburgh.

Về khoa học thần kinh này và tin tức nghiên cứu học tập

Tác giả: Anastasia Gorelova
Nguồn: Đại học Pittsburgh
Sự tiếp xúc: Anastasia Gorelova – Đại học Pittsburgh
Hình ảnh: Hình ảnh được ghi có cho Neuroscience News

Theo: Cerebellum Plays A Key Role in Reward Learning – Neuroscience News