Награды часто используются для поощрения обучения, но на самом деле награды могут маскировать истинные знания, говорится в новом исследовании Университета Джона Хопкинса с грызунами и хорьками.
Выводы, опубликованные 14 мая в журнале Nature Communications, показывают различие между знаниями и производительностью и дают представление о том, как окружающая среда может влиять на них.
Большинство исследований в области обучения сосредоточено на том, как люди и другие животные изучают «содержание» или знания. Здесь мы предполагаем, что существуют два параллельных процесса обучения: один для содержания и один для контекста, или среды. Если мы можем разделить как работают эти два пути, возможно, мы сможем найти способы улучшить производительность», - говорит Кишор Кучибхотла, доцент кафедры психологии и наук о мозге Университета Джона Хопкинса и ведущий автор исследования.
Хотя исследователи знали, что присутствие подкрепления или вознаграждения может изменить поведение животных, было неясно, как именно вознаграждение влияет на обучение по сравнению с производительностью.
Примером разницы между обучением и успеваемостью, объясняет Кучибхотла, является разница между учеником, изучающим и знающим ответы дома, и учеником, демонстрирующим эти знания на тесте в школе.
"То, что мы знаем в любой момент времени, может отличаться от того, что мы показываем; нам нужна возможность доступа к этим знаниям в нужной среде", - говорит он.
Чтобы выяснить, что знают животные, в надежде на лучшее понимание обучения, Кучибхотла и исследовательская группа обучили мышей, крыс и хорьков выполнению ряда задач и измерили, насколько точно они выполняли задачи с наградами и без них.
Для первого эксперимента команда научила мышей лизать воду через трубку для лизания после того, как услышала один тон, и не лизать, услышав другой, без вознаграждения. Мышам требуется две недели, чтобы научиться этому в присутствии водного вознаграждения. В момент раннего обучения, примерно на 3-5-й день, мыши выполняли задание с вероятностью (около 50%), когда присутствовала трубка для лизания/награда. Однако, когда команда полностью удалила трубку для лизания в эти первые дни, мыши выполнили задачу с точностью более 90%. Таким образом, мыши, казалось, поняли задачу за много дней до того, как они выразили знание в присутствии вознаграждения.
Чтобы подтвердить это открытие с другими задачами и животными, команда также заставила мышей нажимать на рычаг для воды, когда они слышали определенный тон; побуждал крыс искать пищу в чашке, если они слышали тон, но не если перед тоном появлялся свет; заставляли крыс нажимать на рычаг сахарной воды, когда перед звуковым сигналом включался свет; заставлял крыс нажимать на рычаг для подачи сахарной воды, когда они слышали определенный тон, и побуждал хорьков различать два разных звука, обозначающих воду. Во всех экспериментах животные работали лучше, когда вознаграждения не было.
«Награды, кажется, помогают постепенно улучшать обучение, но могут маскировать знания, которые животные действительно получили, особенно в начале обучения», - говорит Кучибхотла. Кроме того, тот факт, что производительность всех животных улучшалась без поощрения, предполагает, что изменчивость в скорости обучения может быть связана с различиями в чувствительности животных к контексту вознаграждения, а не с различиями в интеллекте..
Диссоциация между обучением и успеваемостью, как предполагают исследователи, может когда-нибудь помочь нам выявить коренные причины плохой успеваемости. Хотя в исследовании участвовали только грызуны и хорьки, Кучибхотла говорит, что когда-нибудь можно будет помочь животным и людям лучше получать доступ к контенту, когда они в нем нуждаются, если можно будет определить правильные механизмы в мозгу и управлять ими..
Для людей это может помочь людям с болезнью Альцгеймера сохранять ясность сознания в течение более длительных периодов времени и улучшить условия тестирования для школьников.
Финансирование этого исследования было предоставлено Национальным институтом глухоты и других коммуникативных расстройств (DC009635, DC012557, DC05014), премией Hirsch/Weill-Caulier Career Award, стипендией факультета Медицинского института Говарда Хьюза, программой Emergences of City Парижа, Agence Nationale de la Recherche (ANR-17-ERC2-0005, ANR-16-CE37-0016), программа "Investissements d'Avenir" (ANR-10-LABX-0087 IEC, ANR-11-IDEX-0001 -02), Исследовательский университет PSL и учебная программа Национального института здравоохранения по вычислительной нейробиологии (R90DA043849).