Att lära sig en ny färdighet kräver vanligtvis att du aktivt tränar den genom att prova och missa samtidigt som du får feedback på din prestation. Men forskare har funnit att passiv exponering för relevant information också kan öka lärandet, även utan direkt träning eller feedback.
Forskare vid UC Berkeley visade nyligen denna effekt hos möss som lär sig att kategorisera ljud. De fann att passiv exponering för ljud före eller under aktiv träning hjälpte mössen att lära sig snabbare. Forskarna byggde också datormodeller som simulerade neurala nätverk i hjärnan som visade hur passiv exponering kan förändra hur sensorisk information representeras och göra det lättare att länka till de korrekta svaren.
Resultaten, publicerad i Neuroscience, ge insikter i effektivare träningsmetoder som kombinerar passivt och aktivt lärande. Den här hybridmetoden kan hjälpa till att lära sig verkliga färdigheter som musikinstrumentträning eller språkinlärning hos vuxna och barn.
Nyckelingredienserna: Ansträngning, övning och feedback
Att lära sig en ny perceptuell färdighet kräver att man aktivt fattar beslut om uppgiften och får feedback på dessa val. Säg att du försöker att bättre kategorisera ljud som hög eller låg frekvens. Du skulle lyssna på toner, gissa om de lät högt eller lågt och få veta om ditt val var korrekt. Denna val-, återkopplings- och justeringsprocess med slutna kretsar tränar hjärnans beslutsfattande kretsar.
Att passivt höra ljud i bakgrunden borde inte hjälpa till med denna aktiva inlärningsprocess. Du fattar inga beslut eller får inte veta om du har rätt eller fel. Men människor och andra djur utsätts ständigt för sensorisk information dagligen, även när de inte medvetet utövar en färdighet. Forskarna från UC Berkeley undrade om hjärnan kunde utnyttja denna passiva exponering opportunistiskt.
Tidigare forskningstips om passivt lärande
Forskarna inspirerades av tidigare studier som visar att tidig exponering för ljud kan gynna djurs hörselsystem som utvecklas. Råttor som föds upp i en miljö med vissa återkommande ljud blir bättre på att urskilja liknande ljud senare.
Hos vuxna människor antydde viss forskning också att interleaving av passiva lyssnandesessioner med aktiv träning i auditiva uppgifter kan öka inlärningen. Men mindre var känt om hur passiv exponering interagerar med aktivt lärande i mogna djurmodeller som skulle kunna ge mer biologiska insikter.
UC Berkeley-teamet insåg att maskininlärning också kan ge några ledtrådar. Datavetare har funnit att första förträning av neurala nätverksmodeller på stora omärkta datamängder kan göra det möjligt för dem att lära sig märkta uppgifter mycket snabbare med färre träningsexempel. Hörselsystemet kan använda ett liknande trick, först genom att använda passiv exponering för omärkta ljud för att optimera sin interna modell av världen, och på så sätt få fart på uppgiftsinlärningen.
Möss lär sig snabbare efter passivt lyssnande
Forskarna satte sig för att systematiskt testa om passiv ljudexponering förbättrar aktiv hörselkategoriinlärning med hjälp av möss som tränats för att upptäcka ljudmönster.
Mössen var tvungna att klassificera korta tonhöjdsförändrande toner som stigande eller fallande i frekvens. De angav sitt val genom att sticka in näsan i den vänstra eller högra porten i en testkammare. Under flera dagliga träningspass blev mössen bättre och bättre på att exakt kategorisera ljuden.
Forskarna jämförde grupper av möss som fick standardträning med två andra grupper. En grupp fick ytterligare passiv ljudexponering genom att spela bakgrundsljud i sina hemmaburar innan aktiv träning. En annan grupp möss hörde passiva ljud interfolierade under den aktiva inlärningsfasen snarare än bara i början.
I båda fallen visade mössen som exponerades för extra passiva ljud accelererad inlärning. De nådde toppklassificeringsprestanda snabbare än möss som bara tränade aktivt. Detta visade att passiv ljudexponering kan förbättra aktiv hörselinlärning hos mogna däggdjur.
Neurala nätverksmodeller simulerar biologiska lärdomar
För att förstå vilka mekanismer som kan tillåta passiv exponering för att ge inlärningsfördelar sett beteendemässigt, byggde forskarna beräkningsmodeller som efterliknar neural bearbetning och inlärning i det auditiva systemet.
De testade olika arkitekturer, från enkla linjära klassificerare till flerskiktiga neurala nätverk. Vissa modeller använde endast övervakad inlärning, där nätverksanslutningar ställs in baserat på matchningen mellan modellutgångar och korrekta etiketter under träning. Andra modeller lades till i oövervakad förträning, där mönster i strukturen för omärkta indata fångas innan utdata länkas till etiketter.
Forskarna fann att de neurala nätverken i flera lager som i huvudsak gjorde oövervakad funktionsdetektion från passiva ljudingångar följt av övervakad finjustering matchade bäst mössens inlärningsprestanda. Modellerna pekade på passiv exponering som ledde till omorganiserade sensoriska representationer som möjliggör mer effektivt aktivt lärande.
Interleaving fungerar bäst
Förutom att visa att passiv exponering påskyndade inlärningen, avslöjade experimenten att ljudpresentationer interfolierade under träningen ledde till snabbare behärskning än passivt lyssnande först i början. Ytterligare beräkningsmodellering hjälpte till att förklara detta resultat genom vad som kallas kongruens mellan inlärningsreglerna som driver passiva kontra aktiva modelluppdateringar.
När de sker tillsammans förstärker de oövervakade och övervakade förändringarna i neurala anslutningar varandra, vilket snabbt finslipar representationer för att möjliggöra överlägsen prestanda. Forskarna fann att bara en handfull interfolierade passiva sessioner var lika effektiva som dagar av initial passiv exponering.
Så när du plockar upp gitarren eller startar band på främmande språk, dyk inte bara in i hardcore-övningar direkt. Se till att komplettera din dagliga aktiva träning med passivt lyssnande. Din hjärna kommer att suga upp ljuden och du når dina inlärningsmål på kortare tid.
Detta tillvägagångssätt som kombinerar passiv exponering med aktivt lärande ger ett recept för snabbare behärskning av verkliga färdigheter med hjälp av våra hjärnans naturliga inlärningsprocesser. Forskare som studerar hur djur och AI:er lär sig nya uppgifter fortsätter att avslöja optimala träningsscheman som utnyttjar märkta och omärkta data. Men den här forskningen hjälper den biologiska eller digitala hjärnan att göra betyget genom att avslöja ett sätt att öka inlärningen.
Om författaren
Robert Jennings är medutgivare av InnerSelf.com tillsammans med sin fru Marie T Russell. Han gick på University of Florida, Southern Technical Institute och University of Central Florida med studier i fastigheter, stadsutveckling, ekonomi, arkitekturteknik och grundutbildning. Han var medlem av US Marine Corps och US Army efter att ha befäl över ett fältartilleribatteri i Tyskland. Han arbetade med fastighetsfinansiering, konstruktion och utveckling i 25 år innan han startade InnerSelf.com 1996.
InnerSelf är dedikerat till att dela information som gör det möjligt för människor att göra utbildade och insiktsfulla val i sitt personliga liv, för det allmännas bästa och för planetens välbefinnande. InnerSelf Magazine har publicerats i 30+ år i antingen tryckt (1984-1995) eller online som InnerSelf.com. Vänligen stödja vårt arbete.
Creative Commons 4.0
Den här artikeln är licensierad enligt en Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0-licens. Attribut författaren Robert Jennings, InnerSelf.com. Länk tillbaka till artikeln Denna artikel publicerades ursprungligen på InnerSelf.com
Böcker om att förbättra prestanda från Amazons bästsäljarlista
"Peak: Secrets from the New Science of Expertise"
av Anders Ericsson och Robert Pool
I den här boken bygger författarna på sin forskning inom expertområdet för att ge insikter om hur vem som helst kan förbättra sin prestation inom alla områden i livet. Boken erbjuder praktiska strategier för att utveckla färdigheter och uppnå behärskning, med fokus på medveten övning och feedback.
Klicka för mer info eller för att beställa
"Atomic Habits: Ett enkelt och beprövat sätt att bygga goda vanor och bryta dåliga"
av James Clear
Den här boken erbjuder praktiska strategier för att bygga upp goda vanor och bryta dåliga, med fokus på små förändringar som kan leda till stora resultat. Boken bygger på vetenskaplig forskning och verkliga exempel för att ge praktiska råd till alla som vill förbättra sina vanor och nå framgång.
Klicka för mer info eller för att beställa
"Tänkesätt: Framgångens nya psykologi"
av Carol S. Dweck
I den här boken utforskar Carol Dweck begreppet tankesätt och hur det kan påverka vår prestation och framgång i livet. Boken ger insikter i skillnaden mellan ett fast tänkesätt och ett tillväxttänke, och ger praktiska strategier för att utveckla ett tillväxttänk och nå större framgång.
Klicka för mer info eller för att beställa
"Vanans kraft: varför vi gör vad vi gör i livet och affären"
av Charles Duhigg
I den här boken utforskar Charles Duhigg vetenskapen bakom vanebildning och hur den kan användas för att förbättra våra prestationer på alla områden av livet. Boken erbjuder praktiska strategier för att utveckla goda vanor, bryta dåliga och skapa bestående förändringar.
Klicka för mer info eller för att beställa
"Smarter Faster Better: The Secrets of Being Productive in Life and Business"
av Charles Duhigg
I den här boken utforskar Charles Duhigg vetenskapen om produktivitet och hur den kan användas för att förbättra våra prestationer på alla områden i livet. Boken bygger på verkliga exempel och forskning för att ge praktiska råd för att uppnå större produktivitet och framgång.
