Навчання новому навику зазвичай вимагає активного відпрацювання його методом проб і помилок, одночасно отримуючи відгук про вашу ефективність. Проте вчені виявили, що пасивний вплив відповідної інформації також може прискорити навчання, навіть без прямого навчання чи зворотного зв’язку.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі нещодавно продемонстрували цей ефект на мишах, які навчаються класифікувати звуки. Вони виявили, що пасивний вплив звуків до або під час активних тренувань допоміг мишам швидше вчитися. Вчені також побудували комп’ютерні моделі, що моделюють нейронні мережі в мозку, які показали, як пасивний вплив може змінити спосіб представлення сенсорної інформації та полегшити зв’язок із правильними відповідями.
Результати, опубліковані в Неврологія, дають уявлення про більш ефективні методи навчання, які поєднують пасивне та активне навчання. Цей гібридний підхід може допомогти навчитися реальним навичкам, таким як навчання грі на музичних інструментах або опанування мови у дорослих і дітей.
Ключові складові: зусилля, практика та відгук
Вивчення нової навички сприйняття вимагає активного прийняття рішень щодо завдання та отримання зворотного зв’язку щодо цих виборів. Скажімо, ви намагаєтеся краще класифікувати звуки як високочастотні чи низькочастотні. Ви слухали звуки, вгадували, чи звучать вони високо чи низько, і вам повідомляли, чи правильний ваш вибір. Цей замкнутий цикл вибору, зворотного зв’язку та процесу коригування тренує схеми прийняття рішень у мозку.
Пасивне чуття звуків у фоновому режимі не повинно сприяти цьому активному процесу навчання. Ви не приймаєте жодних рішень і вам не говорять, правий ви чи ні. Але люди та інші тварини постійно стикаються з сенсорною інформацією щодня, навіть якщо не свідомо відпрацьовують навик. Вчені Каліфорнійського університету в Берклі задалися питанням, чи може мозок використати цей пасивний вплив випадково.
Минулі дослідження натякають на пасивне навчання
Дослідники були натхненні попередніми дослідженнями, які показали, що ранній вплив звуків може налагодити розвиток слухових систем тварин. Щури, вирощені в середовищі з певними повторюваними звуками, згодом краще розрізняють схожі звуки.
У дорослих людей деякі дослідження також показали, що чергування сеансів пасивного прослуховування з активним навчанням завданням на слух може прискорити навчання. Однак було менше відомо про те, як пасивний вплив взаємодіє з активним навчанням на моделях зрілих тварин, що могло б дати більше біологічних уявлень.
Команда Каліфорнійського університету в Берклі зрозуміла, що машинне навчання також може дати деякі підказки. Комп’ютерні вчені виявили, що перше попереднє навчання моделей нейронних мереж на великих немаркованих наборах даних може дозволити їм вивчати позначені завдання набагато швидше з меншою кількістю навчальних прикладів. Слухова система може застосувати подібний трюк, спочатку використовуючи пасивний вплив непозначених звуків, щоб оптимізувати свою внутрішню модель світу, таким чином розпочавши навчання завдань.
Миші вчаться швидше після пасивного прослуховування
Дослідники вирішили систематично перевірити, чи покращує пасивний вплив звуку активне навчання слухових категорій, використовуючи мишей, навчених виявляти звукові моделі.
Миші повинні були класифікувати короткі тони, що змінюють висоту звуку, як підвищення або зниження частоти. Вони вказували на свій вибір, тицяючи носом у лівий чи правий порт випробувальної камери. Протягом кількох щоденних тренувань миші ставали все кращими і кращими в категоризації звуків.
Вчені порівняли групи мишей, які пройшли стандартне навчання, з двома іншими групами. Одна група отримала додатковий пасивний звуковий вплив, відтворюючи фонові звуки в домашніх клітках перед активним тренуванням. Інша група мишей чула пасивні звуки, які чергувалися протягом фази активного навчання, а не лише на початку.
В обох випадках миші, які піддавалися додатковим пасивним звукам, продемонстрували прискорене навчання. Вони досягли максимальної продуктивності категоризації швидше, ніж миші, які проходили лише активне навчання. Це продемонструвало, що пасивний вплив звуку може покращити активне навчання слухових навичок у дорослих ссавців.
Моделі нейронних мереж імітують біологічне навчання
Щоб зрозуміти, які механізми можуть дозволити пасивному впливу надати переваги навчання, які спостерігаються в поведінці, дослідники створили обчислювальні моделі, що імітують нейронну обробку та навчання в слуховій системі.
Вони протестували різні архітектури, починаючи від простих лінійних класифікаторів і закінчуючи багаторівневими нейронними мережами. Деякі моделі використовували лише контрольоване навчання, коли мережеві з’єднання налаштовувалися на основі відповідності між виходами моделі та точними мітками під час навчання. Інші моделі були додані під час неконтрольованого попереднього навчання, де закономірності в структурі вхідних даних без міток фіксуються перед зв’язуванням виходів із мітками.
Дослідники виявили, що багатошарові нейронні мережі, які, по суті, неконтрольовано виявляли функції з пасивних звукових вхідних сигналів з подальшим контрольованим тонким налаштуванням, найкраще відповідають продуктивності навчання мишей. Моделі вказували на пасивний вплив, що веде до реорганізованих сенсорних уявлень, що забезпечує більш ефективне активне навчання.
Найкраще працює чергування
Окрім того, що експерименти показали, що пасивний вплив прискорює навчання, експерименти показали, що звукові презентації, чергувані протягом навчання, призвели до швидшого засвоєння, ніж пасивне слухання лише на початку. Подальше обчислювальне моделювання допомогло пояснити цей результат за допомогою того, що називається конгруентністю між правилами навчання, що керують пасивними та активними оновленнями моделі.
Коли відбуваються разом, неконтрольовані та контрольовані зміни в нейронних зв’язках поєднуються, швидко відточуючи уявлення для забезпечення чудової продуктивності. Дослідники виявили, що лише кілька чергуваних пасивних сеансів були такими ж ефективними, як дні початкового пасивного впливу.
Тож, беручи до рук гітару чи починаючи записи на іноземних мовах, не відразу занурюйтесь у хардкор. Обов’язково доповнюйте щоденні активні тренування пасивним слуханням. Ваш мозок буде вбирати звуки, і ви досягнете своїх цілей у навчанні за менший час.
Цей підхід, що поєднує пасивний вплив з активним навчанням, дає рецепт для швидшого опанування реальних навичок за допомогою природних процесів навчання нашого мозку. Вчені, які досліджують, як тварини та штучний інтелект навчаються новим завданням, продовжують розкривати оптимальні графіки навчання, які використовують позначені та немарковані дані. Однак це дослідження допомагає біологічному або цифровому мозку оцінити, відкриваючи спосіб покращити навчання.
Про автора
Роберт Дженнінгс є співвидавцем InnerSelf.com разом зі своєю дружиною Марі Т. Рассел. Він навчався в Університеті Флориди, Південному технічному інституті та Університеті Центральної Флориди, вивчаючи нерухомість, містобудування, фінанси, архітектурну інженерію та початкову освіту. Він був членом Корпусу морської піхоти США та армії США, командував батареєю польової артилерії в Німеччині. Він працював у сфері фінансування нерухомості, будівництва та розвитку протягом 25 років, перш ніж заснувати InnerSelf.com у 1996 році.
InnerSelf присвячений обміну інформацією, яка дозволяє людям робити освічені та глибокодумні рішення у своєму особистому житті на благо суспільства та добробуту планети. Журнал InnerSelf виходить понад 30 років у друкованому вигляді (1984-1995) або в Інтернеті як InnerSelf.com. Будь ласка, підтримайте нашу роботу.
Creative Commons 4.0
Ця стаття ліцензується за ліцензією Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0. Приписати автора Роберт Дженнінгс, InnerSelf.com. Посилання назад до статті Ця стаття спочатку з'явилася на InnerSelf.com
Книги про підвищення продуктивності зі списку бестселерів Amazon
«Пік: секрети нової наукової експертизи»
Андерс Ерікссон і Роберт Пул
У цій книзі автори спираються на свої наукові дослідження, щоб зрозуміти, як кожен може покращити свою ефективність у будь-якій сфері життя. У книзі пропонуються практичні стратегії для розвитку навичок і досягнення майстерності, зосереджені на навмисній практиці та зворотному зв’язку.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Атомарні звички: простий і перевірений спосіб створити хороші звички та позбутися поганих»
Джеймс Клір
Ця книга пропонує практичні стратегії формування хороших звичок і позбавлення від поганих з акцентом на невеликі зміни, які можуть призвести до великих результатів. Книга спирається на наукові дослідження та приклади з реального світу, щоб надати корисні поради всім, хто хоче покращити свої звички та досягти успіху.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Мислення: нова психологія успіху»
Керол С. Двек
У цій книзі Керол Двек досліджує концепцію мислення та те, як воно може вплинути на нашу продуктивність і успіх у житті. Книга пропонує зрозуміти різницю між фіксованим мисленням і мисленням зростання, а також пропонує практичні стратегії розвитку мислення зростання та досягнення більшого успіху.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Сила звички: чому ми робимо те, що робимо в житті та бізнесі»
Чарльз Духігг
У цій книзі Чарльз Дагігг досліджує науку, що стоїть за формуванням звички, і те, як її можна використовувати для покращення наших результатів у всіх сферах життя. Книга пропонує практичні стратегії розвитку хороших звичок, відмови від поганих і створення тривалих змін.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Розумніше, швидше, краще: секрети продуктивності в житті та бізнесі»
Чарльз Духігг
У цій книзі Чарльз Дагіг досліджує науку про продуктивність і те, як її можна використовувати для покращення наших результатів у всіх сферах життя. Книга спирається на реальні приклади та дослідження, щоб надати практичні поради для досягнення більшої продуктивності та успіху.
