Главная » Справочники » Спецкурсы »

Нейрофизиология условного рефлекса

Преподаватель: в.н.с., к.б.н. Майоров В.И.

Аннотация курса:

Курс позволяет получить базовые знания основ нейрофизиологии обучения и их приложений в биологической психиатрии, психотерапии, разработкам искусственного интеллекта (обучающиеся нейронные сети). Рассмотрены вопросы структурно-функциональной организации обучающегося мозга, нейропластичности, функции отдельных структур и межструктурных связей в формировании и воспроизведении ассоциативных связей в структуре условного рефлекса.

В результате освоения дисциплины обучающийся узнает особенности выработки, хранения и воспроизведения условных рефлексов (ассоциативных связей) в головном мозге, получит теоретические знания в области нейрофизиологии ассоциативного обучения и памяти. Задачей курса является умение выпускника использовать полученные знания как основы, например, психотерапии, а также в разработке новых подходов для систем искусственного интеллекта.

Основные темы курса:

Тема 1. Павловский условный рефлекс (УР). Нейронные схемы Павловского УР. Реакция приближения к источнику условного сигнала (“Pavlovian approach”). Блокирование. Павловский оборонительный УР. Стрессоустойчивость (“resilience”) и выученная беспомощность (“learned helplessness”). Мотивационные и подкрепляющие свойства Павловского условного сигнала. Павловская мотивация (“Pavlovian approach”). Условное подкрепление. Следовый УР и рабочая память.

Тема 2. Инструментальный условный рефлекс (иУР). Происхождение и подкрепление инструментальных движений. Подкрепление в Павловском и инструментальном УР. Позитивное и негативное подкрепление. Реакция самостимуляции. Парадоксальные соотношения между мотивацией и подкреплением (“Drive – reward paradox”). Содержание иУР: целенаправленное поведение (“goal-directed”, “model-based”) и привычки (“habits”, “model-free”)

Тема 3. Выбор реакции. Инструментальная мотивация. Влияние Павловской и инструментальной мотивации, депривации, силы привычки на выбор реакции. Влияние Павловского условного сигнала на инструментальное поведение.

Тема 4. Ассоциативные связи в условном рефлексе: Cтимул→реакция (S→R), стимул→результат (S→O, “outcome”), стимул→драйв (дофамин) (S→D), реакция→результат (R→O), реакция→драйв (дофамин) (R→D), результат→реакция (O→R). Экспериментальные обоснования.

Тема 5. Модулирующие системы мозга (опиоиды, дофамин, серотонин, норадреналин, ацетилхолин, окситоцин…).

Тема 6. Синаптическая пластичность.

Тема 7. Нейромодуляторы и их различная роль в синаптической пластичности.

Тема 8. Префронтальная кора. Функции частей и отдельных клеток в целенаправленном поведение и навыках; PIT-эффект, роль медиальной префронтальной коры в подавлении интерференции, переключении поведения (‘reset”), выборе реакции.

Тема 9. Базальные ганглии. Функции в поведении: целенаправленное поведение и навыки; PIT-эффект и переоценка вознаграждения (“reinforcement revaluation”), “Pavlovian approach”, условное подкрепление.

Тема 10. Гиппокамп. Гиппокамп и следовый условный рефлекс: роль "persistant cells" и “time-cells”. Функция гиппокампа в условном рефлексе на угрозу. Гиппокамп и навигация.

Тема 11. Миндалевидный комплекс (Amygdala). Нейронные цепи позитивных и негативных ассоциаций, анксиогенного и анксиолитического поведения, активной и пассивной формы страха. “Incentive learning”, “reinforcement revaluation”, вычисление, сохранение и передача величины подкрепления (“value”) в миндалине.

Тема 12. Ядро ложа конечной полоски (bed nucleus of stria terminalis, BNST). BNST –ядро нейронного субстрата тревожности. Роль в наркозависимости. Функции BNST при ожидании угрозы.

Тема 13. Уздечка (Habenula) - основной источник сигнала негативной ошибки ожидания поощрения для дофаминовых нейронов.

Тема 14. Nucleus incertus и его роль в восходящем контроле активации (“arousal”) и мотивации.

Тема 15. Мозжечок. Функции в поведении: условный мигательный рефлекс и условный рефлекс на угрозу. Функциональные связи с гиппокампом и медиальной префронтальной корой при выработке следовых (“tracing”) условных рефлексов.

Тема 16. По направлению к искусственному разуму. Живые и искусственные нейронные сети.