Interdysycyplinarny zespół badaczy odkrył, iż aby skutecznie uczyć się społecznie, niezbędna jest plastyczność neuronalna, czyli zdolność mózgu do samoprzebudowy. Dane naukowe zaprezentowano dzięki wykorzystaniu metod analizy danych opracowanych przez prof. Krzysztofa Turzyńskiego z Wydziału Fizyki UW. Wyniki badań, opisane w czasopiśmie naukowym „Science Advances”, pozwalają spojrzeć na mechanizmy społecznego uczenia się z nowej perspektywy.
Naukowcy z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego i Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk, a także z Uniwersytetu Oksfordzkiego wykazali, iż aby efektywnie uczyć się od innych osobników, nie wystarczą wcześniej utrwalone wzorce aktywności mózgu – konieczna jest do tego plastyczność neuronalna, czyli zdolność mózgu do przebudowy w sytuacji zmieniających się okoliczności.
Wyniki badań, podkreślające krytyczną rolę plastyczności neuronalnej w wykazywaniu zachowań adaptacyjnych, naukowcy opisali w czasopiśmie „Science Advances”.
Badania miały charakter interdyscyplinarny. Zastosowano w nich zautomatyzowane testy zachowań myszy laboratoryjnych oraz nowe sposoby analizy danych, które opracował i zrealizował prof. Krzysztof Turzyński z Wydziału Fizyki UW.
Metody obliczeniowe i analiza danych
Zastosowanie zaawansowanych metod obliczeniowych i nowych sposobów analizy danych pozwoliło przedstawić złożone zachowania społeczne myszy.
– Wyzwania w analizie danych polegały na tym, iż grupa kilkunastu myszy przejawiała złożone zachowania społeczne, zwierzęta podążały za sobą nawzajem, przebywały blisko lub też unikały się. Wiele z tych relacji można przedstawić jako grafy skierowane i nieskierowane, których wierzchołkami są poszczególne osobniki, a łączącym je krawędziom-relacjom przypisać wagi opisujące siłę tego związku. Aby odpowiedzieć na pytania o przebieg relacji w grupie, wykorzystano m.in. algorytm PageRank, który służy do pozycjonowania stron w wyszukiwarce internetowej – mówi prof. Krzysztof Turzyński.
Przedstawione wyniki badań mogą przyczynić się do lepszego zrozumienia źródeł nieprawidłowości w działaniu mózgu w zaburzeniach, w których zmniejszona jest zdolność adaptacji społecznej, takich jak autyzm, schizofrenia czy choroba Alzheimera.
Informacje o publikacji
Winiarski M. et al., Information sharing within a social network is key to behavioral flexibility – lessons from mice tested under semi-naturalistic conditions. Sci. Adv. (2025): https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adm7255
