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Novel mechanisms of rapid perceptual learning

Projektbeschreibung

Nicht nur Übung macht den Meister

Durch wiederholtes Üben wird das Wahrnehmungslernen verbessert. Einige Studien haben sogar gezeigt, dass reduziertes Üben Prozesse wie die visuelle Adaption behindern kann. Ergebnisse aus Studien mit Nagetieren deuten darauf hin, dass alte Erinnerungen durch Reaktivierung modifiziert werden können. All dies legt nahe, dass es womöglich Mechanismen außerhalb des Gedächtnisses gibt, die unser Erinnerungsvermögen beeinflussen. Im EU-finanzierten Projekt RapidLearningBrain wird nun untersucht, ob die kurzzeitige Reaktivierung visueller Erinnerungen ein effektives, schnelles Wahrnehmungslernen auslöst, wenn gleichzeitig verstärkte Interaktionen zwischen der primären Sehrinde und übergeordneten Hirnregionen vorliegen. Mit Hilfe von Psychophysik und neuronavigierter Hirnstimulation über fMRT (repetitive transkranielle Magnetstimulation, TMS) will das Projekt verhaltensneurologische Mechanismen finden, die die Hirnplastizität steuern und schnelles Lernen fördern. Außerdem sollen mit einem geschlossenen Kreislauf aus TMS und EEG auch andere potenzielle Faktoren ausfindig gemacht werden. Die Projektergebnisse könnten dazu beitragen, dass die Lerntheorie neu gedacht werden muss.

Ziel

Four decades ago, studies have started pointing to sensory plasticity in the adult visual system, documenting surprising improvements in perception. Such perceptual learning is enabled by repeated practice, inducing use-dependent plasticity in early visual areas and their readouts. But is this the only route, or do other forms of more economic learning exist? My rationale is inspired by two distinct lines of evidence: reducing practice can counteract suppressive processes such as visual adaptation, and frameworks originating from rodent studies showing that reactivation of existing memories can enable their modification. This project aims to challenge the fundamental assumption in perceptual learning that only 'practice makes perfect', hypothesizing that brief reactivations of visual memories induce efficient rapid perceptual learning, mediated by increased interactions between early-visual and high-level regions. The objectives of RapidLearningBrain are: (1) To reveal the neurobehavioural mechanisms by which brief exposure to learned information modulates brain plasticity and supports rapid learning, using psychophysics and fMRI-neuronavigated brain stimulation (TMS), with recent behavioural proof of principle provided by my lab (Nature Neuroscience, 2017). (2) To understand the links to consolidation and sleep dynamics. (3) To identify how these novel mechanisms interact across learning disciplines, using closed-loop TMS-EEG modulating interactions between early-visual and high-level regions. (4) To test the hypothesis that similar inherent mechanisms may also result in maladaptive consequences in other domains, when brief reactivations occur spontaneously as intrusive enhanced memories following negative events. Unravelling the mechanisms of this new form of rapid learning could reshape learning theories across domains, setting the foundations to enhance learning in daily life when beneficial, and to downregulate maladaptive consequences of negative memories.

Koordinator

TEL AVIV UNIVERSITY
Netto-EU-Beitrag
€ 1 998 375,00
Adresse
Ramat aviv
69978 Tel aviv
Israel

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Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Weitere Finanzmittel
€ 0,00

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