Nuovi indizi per la comprensione dell'apprendimento associativo
Fisici hanno sviluppato un modello dinamico del comportamento animale che potrebbe spiegare alcuni misteri legati all'apprendimento associativo risalenti agli esperimenti sui cani di Pavlov. Il modello è basato su esperimenti condotti su vermi Caenorhabditis elegans, vermi lunghi circa 1 mm. Secondo gli autori, l'apprendimento associativo non è mediato dalla sola forza dell'associazione, ma da percorsi multipli quasi indipendenti. I risultati potrebbero valere anche per animali più grandi, compresi gli esseri umani.
- Fisici sviluppano un modello dinamico di comportamento animale basato sull'apprendimento associativo in vermi C. elegans e mostrano come l'associazione sia mediata da più vie quasi indipendenti.
- Il modello dinamico e multidimensionale spiega come l'apprendimento associativo non sia semplice come la formazione di un singolo ricordo positivo ma sia un'interazione continua tra associazioni positive e negative.
- Le scoperte della ricerca sui vermi C. elegans potrebbero valere per animali di dimensioni maggiori, inclusi gli esseri umani.
- Il modello di apprendimento associativo originariamente proposto da Pavlov non può spiegare completamente il recupero spontaneo di un'associazione estinta, come dimostrato dalla ricerca sui vermi C. elegans.
Un gruppo di fisici ha sviluppato un modello dinamico del comportamento degli animali che potrebbe spiegare alcuni misteri riguardanti l'apprendimento associativo, misteri che risalgono ai famosi esperimenti con i cani di Pavlov.
I risultati delle loro ricerche, basati su esperimenti condotti su un comune organismo di laboratorio, il verme C. elegans, sono stati pubblicati su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Il modello dinamico e multidimensionale creato dai ricercatori dimostra che le associazioni apprese non sono mediate solo dalla forza dell'associazione stessa, ma da molteplici vie di comunicazione indipendenti che operano simultaneamente.
Gli scienziati hanno notato che non esiste un unico e semplice ricordo positivo, ma che l'apprendimento è un'interazione continua tra associazioni positive e negative.
I vermi C. elegans, lunghi circa un millimetro, sono composti da circa mille cellule, di cui 300 sono neuroni. Ciò fornisce ai ricercatori un sistema semplice per testare come l'animale impara, pur essendo abbastanza complesso da poter applicare le informazioni ottenute allo studio di animali più evoluti.
In precedenza, gli esperimenti avevano dimostrato che i vermi possono essere addestrati a preferire una temperatura più calda o più fredda, in base alla temperatura in cui ricevono il cibo. Tuttavia, non si sapeva con certezza se i vermi si spostassero in direzione di una particolare temperatura aspettandosi il cibo o se, invece, si abituassero semplicemente a quella temperatura preferendola senza il bisogno di ricevere alcuna ricompensa.
Una nuova strumentazione basata su un dispositivo microfluidico utilizzato dai ricercatori ha permesso loro di misurare in tempo reale la preferenza dei vermi verso le temperature e di studiarne i cambiamenti nel tempo.
Gli esperimenti hanno confermato che, se un verme viene addestrato a preferire una temperatura più fredda perché associata al cibo, tende a muoversi con maggiore frequenza verso il lato più freddo del dispositivo. Tuttavia, se nella zona fredda il cibo non è più disponibile questa preferenza sembra decadere e i vermi si spostano verso il lato più caldo.
L'articolo sostiene che l'apprendimento associativo non può essere spiegato solo in base alla forza dell'associazione, ma deve essere considerato attraverso molteplici vie di comunicazione indipendenti che lavorano in parallelo.
Gli scienziati hanno anche scoperto che l'apprendimento associativo dei vermi è un processo multidimensionale e dinamico, che coinvolge l'interazione continua di associazioni positive e negative.
In altre parole, il verme non impara solo a preferire una temperatura più fredda, ma anche ad evitare una temperatura più calda.
Questa scoperta è importante perché dimostra che l'apprendimento associativo non è semplicemente la formazione di una singola memoria positiva, ma un processo complesso che coinvolge diverse associazioni, sia positive che negative, e che può cambiare nel tempo.
La comprensione di questo processo di apprendimento associativo multidimensionale potrebbe aiutare a sviluppare nuovi approcci per la terapia comportamentale e per la formazione dell’intelligenza artificiale.
