Une raison pour laquelle les récompenses ordinaires pourraient perdre leur piquant

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De nouvelles recherches mettent en lumière ce “sentiment de jackpot” que l’on obtient après avoir remporté de manière inattendue un prix rare; et, inversement, le blasphème relatif de recevoir une récompense prévisible qui n’a rien d’enthousiasmant. Cet article, «Rare Rewards Amplify Dopamine Response», paraît dans le numéro d’avril 2021 de Neuroscience de la nature.

Étant donné que les neurones dopaminergiques jouent un rôle central dans l’apprentissage basé sur les récompenses, mais que l’on en sait relativement peu sur la manière dont la taille d’une récompense affecte les neurones dopaminergiques individuels, les chercheurs de l’Université de Pittsburgh ont étudié «comment la fréquence des récompenses et les erreurs de prédiction des récompenses influencent les signaux dopaminergiques» dans le mésencéphale.

“Nous étions curieux de savoir comment les neurones dopaminergiques réagiraient si la plage était constante, mais la probabilité relative de récompenses dans cette plage a changé”, a déclaré l’auteur principal William Stauffer dans un article du 2 avril. Medical Xpress article de fond d’Ingrid Fadelli. “En conséquence, l’objectif principal de notre étude était de savoir si les neurones dopaminergiques étaient sensibles aux formes des distributions de probabilité.”

“Les erreurs de prédiction des récompenses sont cruciales pour l’apprentissage des animaux et de la machine”, a-t-il ajouté. “Cependant, dans les théories classiques de l’apprentissage animal et machine, la partie” récompenses prévues “de l’équation est simplement la valeur moyenne des résultats passés. Bien que ces prédictions soient utiles, il serait beaucoup plus utile de prédire les valeurs moyennes, ainsi que plus des statistiques complexes qui reflètent l’incertitude. “

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Les récompenses de jus rares amplifient la dopamine et font passer les jus de singe

Pour cette étude, Stauffer et ses collègues du Center for Neuroscience de l’Université de Pittsburgh et du Pitt’s Brain Institute ont mis en place une expérience chez des singes qui associaient des indices visuels à différentes «distributions de probabilité de récompense» basées sur de petites, moyennes et grandes gouttes d’une récompense de jus de fruit. .

À titre d’exemple, une distribution de probabilité de récompense a systématiquement donné à chaque singe des gouttes de jus de taille moyenne; cependant, en de rares occasions, un singe peut recevoir une goutte de jus plus petite ou plus grande que prévu. Dans un autre modèle de distribution, les singes ont reçu de manière prévisible un nombre égal de gouttes de jus petites, moyennes et grandes avec une probabilité égale.

Ensuite, les neuroscientifiques ont utilisé des électrodes pour enregistrer les réponses dopaminergiques dans les centres de récompense du cerveau alors que les singes voyaient des signaux visuels associés à différents modèles de distribution de probabilité de récompense.

Les récompenses Blasé n’amplifient pas la dopamine

Notamment, Stauffer et ses co-auteurs ont découvert que la goutte de jus récompense la réponse dopaminergique amplifiée rare dans le cerveau. D’un autre côté, des récompenses hautement probables de la même taille, banales et prévisibles, ont provoqué une réponse dopaminergique plus faible.

Comme le résument les auteurs: “Les récompenses rares ont amplifié les réponses dopaminergiques, même lorsque les erreurs de prédiction conventionnelles étaient identiques, indiquant un mécanisme pour apprendre la complexité des incitations du monde réel.”

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«Cette étude était une première étape vers la compréhension de la manière dont les distributions de probabilités de récompense subjectives sont codées dans le cerveau et de la forme que peuvent prendre ces croyances», a conclu Stauffer. “Avec ces résultats à portée de main, nous allons maintenant revenir à l’étude des choix. Néanmoins, je soupçonne que ces résultats auront des implications plus larges et seront également importants pour les systèmes d’apprentissage basés sur l’intelligence biologique et artificielle.”