Het leren van een nieuwe vaardigheid vereist meestal dat je deze actief oefent met vallen en opstaan, terwijl je feedback krijgt over je prestaties. Wetenschappers hebben echter ontdekt dat passieve blootstelling aan relevante informatie het leerproces ook kan stimuleren, zelfs zonder directe training of feedback.
Onderzoekers van UC Berkeley hebben dit effect onlangs aangetoond bij muizen die geluiden leren categoriseren. Ze ontdekten dat passieve blootstelling aan geluiden vóór of tijdens actieve training de muizen hielp sneller te leren. De wetenschappers bouwden ook computermodellen die neurale netwerken in de hersenen simuleerden en lieten zien hoe passieve blootstelling de manier waarop sensorische informatie wordt weergegeven kan veranderen en het gemakkelijker kan maken om de juiste reacties te koppelen.
De resultaten, gepubliceerd in Neurowetenschap leerprogrammabieden inzicht in efficiëntere trainingsmethoden die passief en actief leren combineren. Deze hybride aanpak zou kunnen helpen bij het leren van vaardigheden uit de echte wereld, zoals het trainen van muziekinstrumenten of taalverwerving bij volwassenen en kinderen.
De belangrijkste ingrediënten: inspanning, oefening en feedback
Het leren van een nieuwe perceptuele vaardigheid vereist het actief nemen van beslissingen over de taak en het krijgen van feedback op die keuzes. Stel dat u geluiden beter probeert te categoriseren als hoge of lage frequentie. Je luisterde naar tonen, raadde of ze hoog of laag klonken en kreeg te horen of je keuze juist was. Dit gesloten keuze-, feedback- en aanpassingsproces traint de besluitvormingscircuits van de hersenen.
Het passief horen van geluiden op de achtergrond zou niet moeten helpen bij dit actieve leerproces. Je neemt geen beslissingen en je krijgt niet te horen of je gelijk of ongelijk hebt. Maar mensen en andere dieren worden dagelijks voortdurend blootgesteld aan zintuiglijke informatie, zelfs als ze niet opzettelijk een vaardigheid beoefenen. De wetenschappers van UC Berkeley vroegen zich af of de hersenen deze passieve blootstelling opportunistisch zouden kunnen exploiteren.
Eerder onderzoek wijst op passief leren
De onderzoekers lieten zich inspireren door eerdere onderzoeken die aantoonden dat vroege blootstelling aan geluiden de zich ontwikkelende gehoorsystemen van dieren kan stimuleren. Babyratten die zijn grootgebracht in een omgeving met bepaalde herhalende geluiden, worden later beter in het onderscheiden van soortgelijke geluiden.
Bij volwassen mensen suggereerde enig onderzoek ook dat het afwisselen van passieve luistersessies met actieve training van auditieve taken het leerproces zou kunnen stimuleren. Er was echter minder bekend over hoe passieve blootstelling samenwerkt met actief leren in volwassen diermodellen die meer biologische inzichten zouden kunnen opleveren.
Het team van UC Berkeley realiseerde zich dat machinaal leren ook enkele aanwijzingen zou kunnen bieden. Computerwetenschappers hebben ontdekt dat neurale netwerkmodellen eerst vooraf worden getraind op grote ongelabelde datasets, waardoor ze gelabelde taken veel sneller kunnen leren met minder trainingsvoorbeelden. Het auditieve systeem kan een soortgelijke truc toepassen, waarbij eerst gebruik wordt gemaakt van passieve blootstelling aan ongelabelde geluiden om het interne model van de wereld te optimaliseren en zo het leren van taken een vliegende start te geven.
Muizen leren sneller na passief luisteren
De onderzoekers wilden systematisch testen of passieve blootstelling aan geluid het actieve auditieve leren van categorieën verbetert met behulp van muizen die getraind zijn om geluidspatronen te detecteren.
De muizen moesten korte toonhoogteveranderende tonen classificeren als stijgend of dalend in frequentie. Ze gaven hun keuze aan door hun neus in de linker- of rechterpoort van een testkamer te steken. Gedurende meerdere dagelijkse trainingssessies werden de muizen steeds beter in het nauwkeurig categoriseren van de geluiden.
De wetenschappers vergeleken groepen muizen die de standaardtraining kregen met twee andere groepen. Eén groep kreeg extra blootstelling aan passief geluid door achtergrondgeluiden in hun kooien af te spelen vóór de actieve training. Een andere groep muizen hoorde passieve geluiden tijdens de actieve leerfase, in plaats van alleen aan het begin.
In beide gevallen vertoonden de muizen die werden blootgesteld aan extra passieve geluiden een versneld leerproces. Ze bereikten sneller de hoogste categorisatieprestaties dan muizen die alleen actief trainden. Dit toonde aan dat passieve blootstelling aan geluid het actieve leren van auditieve vaardigheden bij volwassen zoogdieren kan verbeteren.
Neurale netwerkmodellen simuleren biologische lessen
Om te begrijpen welke mechanismen ervoor kunnen zorgen dat passieve blootstelling leervoordelen oplevert die gedragsmatig gezien worden, hebben de onderzoekers computationele modellen gebouwd die neurale verwerking en leren in het auditieve systeem nabootsen.
Ze testten verschillende architecturen, variërend van eenvoudige lineaire classificatoren tot meerlaagse neurale netwerken. Sommige modellen maakten alleen gebruik van leren onder toezicht, waarbij netwerkverbindingen worden afgestemd op basis van de overeenkomst tussen modeluitvoer en nauwkeurige labels tijdens de training. Andere modellen zijn toegevoegd tijdens een pre-training zonder toezicht, waarbij patronen in de structuur van ongelabelde invoergegevens worden vastgelegd voordat de uitvoer aan labels wordt gekoppeld.
De onderzoekers ontdekten dat de meerlaagse neurale netwerken die in wezen onbewaakte functiedetectie van passieve geluidsinvoer deden, gevolgd door gecontroleerde fijnafstemming, het beste overeenkwamen met de leerprestaties van de muizen. De modellen wezen op passieve blootstelling die leidt tot gereorganiseerde zintuiglijke representaties die efficiënter actief leren mogelijk maken.
Interleaving werkt het beste
De experimenten toonden niet alleen aan dat passieve blootstelling het leren versnelde, maar onthulden ook dat geluidspresentaties die tijdens de training werden afgewisseld tot snellere beheersing leidden dan passief luisteren alleen in het begin. Verdere computationele modellering hielp dit resultaat te verklaren door middel van wat bekend staat als congruentie tussen de leerregels die passieve versus actieve modelupdates aansturen.
Wanneer ze samen plaatsvinden, versterken de niet-gecontroleerde en gecontroleerde verschuivingen in neurale verbindingen elkaar, waardoor representaties snel worden aangescherpt om superieure prestaties mogelijk te maken. De onderzoekers ontdekten dat slechts een handvol interleaved passieve sessies even effectief waren als dagen van initiële passieve blootstelling.
Dus als je die gitaar oppakt of met tapes in vreemde talen begint, duik dan niet meteen meteen in de hardcore-praktijk. Zorg ervoor dat je je dagelijkse actieve training aanvult met passief luisteren. Je hersenen zullen de geluiden absorberen en je zult je leerdoelen in minder tijd bereiken.
Deze aanpak, die passieve blootstelling combineert met actief leren, biedt een recept voor een snellere beheersing van vaardigheden uit de echte wereld, waarbij gebruik wordt gemaakt van de natuurlijke leerprocessen van onze hersenen. Wetenschappers die bestuderen hoe dieren en AI's nieuwe taken leren, blijven optimale trainingsschema's blootleggen die gebruik maken van gelabelde en ongelabelde gegevens. Dit onderzoek helpt het biologische of digitale brein echter een goed cijfer te halen door een manier te onthullen om het leren te stimuleren.
Over de auteur
Robert Jennings is mede-uitgever van InnerSelf.com met zijn vrouw Marie T Russell. Hij studeerde aan de University of Florida, Southern Technical Institute en de University of Central Florida met studies in onroerend goed, stadsontwikkeling, financiën, bouwtechniek en basisonderwijs. Hij was lid van het Amerikaanse Korps Mariniers en het Amerikaanse leger en voerde het bevel over een veldartilleriebatterij in Duitsland. Hij werkte 25 jaar in vastgoedfinanciering, constructie en ontwikkeling voordat hij InnerSelf.com in 1996 oprichtte.
InnerSelf zet zich in voor het delen van informatie waarmee mensen weloverwogen en inzichtelijke keuzes kunnen maken in hun persoonlijke leven, voor het welzijn van de gemeenschap en voor het welzijn van de planeet. InnerSelf Magazine is in zijn 30+ jaar van publicatie in print (1984-1995) of online als InnerSelf.com. Steun alstublieft ons werk.
Creative Commons 4.0
Dit artikel is in licentie gegeven onder een Creative Commons Naamsvermelding-Gelijk delen 4.0-licentie. Ken de auteur toe Robert Jennings, InnerSelf.com. Link terug naar het artikel Dit artikel verscheen oorspronkelijk op InnerSelf.com
Boeken over het verbeteren van prestaties uit de bestsellerlijst van Amazon
"Peak: geheimen van de nieuwe wetenschap van expertise"
door Anders Ericsson en Robert Pool
In dit boek putten de auteurs uit hun onderzoek op het gebied van expertise om inzicht te geven in hoe iemand zijn of haar prestaties op elk gebied van het leven kan verbeteren. Het boek biedt praktische strategieën voor het ontwikkelen van vaardigheden en het bereiken van meesterschap, met een focus op bewuste oefening en feedback.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Atomic Habits: een gemakkelijke en bewezen manier om goede gewoonten op te bouwen en slechte te doorbreken"
door James Clear
Dit boek biedt praktische strategieën om goede gewoonten aan te leren en slechte gewoonten te doorbreken, met de nadruk op kleine veranderingen die tot grote resultaten kunnen leiden. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en voorbeelden uit de praktijk om bruikbaar advies te geven aan iedereen die zijn gewoonten wil verbeteren en succes wil behalen.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Mindset: de nieuwe psychologie van succes"
door Carol S. Dweck
In dit boek onderzoekt Carol Dweck het concept van mindset en hoe dit onze prestaties en succes in het leven kan beïnvloeden. Het boek biedt inzicht in het verschil tussen een vaste mindset en een groeimindset, en biedt praktische strategieën voor het ontwikkelen van een groeimindset en het behalen van meer succes.
Klik voor meer info of om te bestellen
"De kracht van gewoonte: waarom we doen wat we doen in het leven en zaken doen"
door Charles Duhigg
In dit boek onderzoekt Charles Duhigg de wetenschap achter gewoontevorming en hoe deze kan worden gebruikt om onze prestaties op alle gebieden van het leven te verbeteren. Het boek biedt praktische strategieën voor het ontwikkelen van goede gewoonten, het doorbreken van slechte en het creëren van blijvende verandering.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Slimmer Sneller Beter: de geheimen van productief zijn in het leven en in het bedrijfsleven"
door Charles Duhigg
In dit boek onderzoekt Charles Duhigg de wetenschap van productiviteit en hoe deze kan worden gebruikt om onze prestaties op alle gebieden van het leven te verbeteren. Het boek is gebaseerd op praktijkvoorbeelden en onderzoek om praktisch advies te geven voor het bereiken van meer productiviteit en succes.
