Dzieci wciąż uczą się nowych umiejętności, ale to, czy będzie im łatwiej czy trudniej zastosować wiedzę w nowych sytuacjach, może zależeć od tego, w jaki sposób ją pozyskały. Podobnie jest z ptakami. W ciągu pierwszych miesięcy życia muszą m.in. nauczyć się śpiewów typowych dla swojego gatunku. Tak jak ludzie, ptaki uczą się na różne sposoby. W jaki sposób te metody wpływają na umiejętność generalizowania u zeberek, sprawdzali badacze pod kierunkiem prof. Richarda Hahnlosera z Politechniki Federalnej w Zurychu i Uniwersytetu Zuryskiego.

Dzięki swoim eksperymentom naukowcy byli w stanie dowieść, że zeberki mogą uczyć się m.in. poprzez obserwowanie swoich pobratymców. W pierwszym eksperymencie ptaki miały metodą prób i błędów nauczyć się rozróżniać dwie pieśni, długą i krótką. Średnia liczba prób, jakie musiały podjąć aby tego dokonać bez żadnego przygotowania, wynosiła 4,7 tys. Ale kiedy mogły obserwować inne osobniki podczas ćwiczeń, wystarczyło zaledwie 900 powtórek. Dla celów statystycznych założono, że ptaki można ocenić dopiero po podjęciu 800 prób, zatem można założyć, że w drugim przypadku wykonały zadanie prawie od razu.

W kolejnej fazie eksperymentu badacze testowali, jak zeberki potrafią rozwiązać drugie, podobne zadanie, w którym miały rozróżnić zmieniające się długości różnych pieśni. Tutaj wykazano, że ptaki, które uczyły się metodą prób i błędów, były w stanie wykonać zadanie dużo szybciej – po około 800 próbach. Z kolei te, które były obserwatorami – średnio po 3,6 tys. podejść.

„Te wyniki wskazują, że zeberki uczące się metodą prób i błędów były lepsze w generalizowaniu i adaptowaniu umiejętności do nowych sytuacji niż te, które uczyły się przez obserwację” - podsumował prof. Hahnloser.

Główny autor badania Gagan Narula w uczeniu się zeberek widzi analogie z przebiegiem tego procesu u dzieci i młodzieży. „Aktywna nauka, która skupia się na eksperymentach, staje się w szkołach coraz powszechniejsza. W szkołach ponadpodstawowych nawet matematyki uczy się poprzez eksperymenty” - powiedział. Prof. Hahnloser podkreśla, że obie metody mają zalety, ale „nauka przez obserwację jest szybsza”.

Badacze sięgnęli również po modele komputerowe połączeń mózgowych i wywnioskowali z nich, że akt obserwacji angażuje wiele synaps między neuronami w mózgach zeberek, które są relatywnie słabe. Dla kontrastu, metoda prób i błędów angażuje mniejszą liczbę synaps, ale są one silniejsze, co prowadzi do lepszych umiejętności generalizowania. „Podczas obserwacji ptaki mogą skupić się na większej ilości detali piosenki, ale wiele z nich jest nieistotnych dla rozwiązania problemu od razu. Przy drugim sposobie pamiętają mniej szczegółów, ale skupiają się na najbardziej charakterystycznych aspektach, jak czas jej trwania” – wyjaśnił profesor.

To, czy różne metody nauki wpływają na mózgi dzieci i nastolatków w taki sam sposób, pozostaje otwartą kwestią. „W przeszłości obserwacje zeberek wielokrotnie zapewniały ważne wnioski i hipotezy dla badań procesów neurobiologicznych, szczególnie w odniesieniu do uczenia wokalnego. Nasze ostatnie odkrycia wskazują, że badanie ich może prowadzić do hipotez na temat lepszego zrozumienia społecznego procesu uczenia się u ludzi” - podkreślił badacz.

Wyniki ukazały się w magazynie „Nature Communications”.

PAP - Nauka w Polsce

mrt/ ekr/