De hond van Pavlov was er goed in: conditionering, ook wel associatief leren genoemd. Door hem keer op keer te belonen met iets lekkers nadat er een belletje rinkelde, leerde deze hond dat er na dat rinkelen een beloning kwam. Ook kinderen kun je iets bijbrengen met behulp van associatief leren. Bijvoorbeeld door ze te straffen als ze hun huiswerk niet maken. Sinds de jaren zestig weten we al dat nieuwigheid, denk aan onbekende ervaringen, stimuli of prikkels, associatief leren bevordert. Vlaamse wetenschappers van de KU Leuven en het Vlaams Instituut voor Biotechnologie hebben nu ontdekt waarom. De neurotransmitter dopamine komt vrij door nieuwe ervaringen. En die zorgt dat we beter worden in associatief leren.
Dopamine en leren
‘Uit eerder onderzoek wisten we al vrij zeker dat nieuwigheid zorgt voor het vrijkomen van dopamine in de hersenen’, legt professor Sebastian Haesler, leider van het onderzoek, uit. Hij en zijn team vroegen zich af waarom dat gebeurt en wat voor rol dopamine mogelijk speelt bij leren.’ Iets nieuws hoeft namelijk niet per se ‘goed’ te zijn’, vertelt hij. ‘Dus waarom komt er dopamine vrij als we iets nieuws leren?’ Om dat te onderzoeken, stelden ze muizen eerst bloot aan bekende en onbekende geurtjes. Ze zagen inderdaad dat de dopamineneuronen in de hersenen van de diertjes geactiveerd werden bij de nieuwe stimuli en niet bij de bekende geuren.
'Misschien leren machines wel sneller als je er een nieuwe stimulus in bouwt' neurowetenschapper Sebastian Haesler (KU Leuven en VIB)
Vervolgens leerden ze de muisjes om de bekende en onbekende stimuli te associëren met een beloning, net als in het bekende Pavlov-experiment. De wetenschappers blokkeerden daarop het dopamineneuron bij de nieuwe stimuli en zagen dat de muisjes minder snel leerden. Het activeren van de dopamineproducerende neuronen versnelde het leerproces juist. Daaruit concluderen ze dat nieuwigheid associatief leren bevordert, omdat er dopamine vrijkomt in de hersenen.
‘We weten nog niet precies waarom dopamine een boost geeft aan leren en wat er in de hersenen gebeurt nadat die dopamineproducerende cellen actief worden’, vertelt Haesler. ‘Ook is het nog onbekend hoe lang de dopamine in het brein aanwezig blijft. ‘Mogelijk veranderen de synapsen (de contactpunten tussen zenuwcellen, red.) door de blootstelling aan dopamine.
Gelukshormoon?
Dopamine kennen we ook als het gelukshormoon. Voelen we ons dan ook goed als we iets nieuws meemaken? ‘Dat dopamine het gelukshormoon is, klopt niet helemaal’, zegt Haesler. ‘Dopamine komt vooral vrij als iets beter uitpakt dan je voorspelde. Het zegt eigenlijk niks over de waarde van datgene of over hoe je je daar dan over voelt.’
Volgens Haesler kunnen zowel de kunstmatige intelligentie als studenten of andere leergierigen hun voordeel doen met deze resultaten. ‘Lerende machines leren nu vooral door herhaling. Als je daar een nieuwe stimulus in kan bouwen, leren ze misschien wel sneller. Als we studeren, doen we doorgaans helaas geen beroep op associatief leren. We weten nog niet zeker of dopamine ook andere vormen van leren beïnvloedt. Als dat wel zo is, kun je vrij simpel een boost geven aan je blokperiodes: ga eens in de zowel tijd op een nieuwe plek zitten of leer nieuw mensen kennen. En als je een gewoonte wilt doorbreken ga je gelijktijdig iets nieuws doen’, aldus Haesler. Hij en zijn team gaan nu onderzoeken hoe zo’n dopamineneuron eigenlijk weet dat een stimulus nieuw of bekend is.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het vakblad Neuron.
