# Az agyfejlődés programja III: a második program, a tanulás

És akkor ismételjük át a második agyfejlődési programot a tanulást, hiszen korábban bőven beszéltünk róla.
A tanulás szabálya (Hebb- szabály) azt állítja, hogy ha két idegrendszeri elem egyidejűleg aktív, akkor közöttük a kapcsolat erősödik. Praktikusan, ha egy axon kisül és közben (időben közel) a cél idegsejt is kisül, mert a rá érkező ingerek kellően erősek voltak (azaz részt vesz a reprezentációban), akkor közöttük szinapszis alakul ki, vagy ha már volt megerősödik. És ami fontos, ahol nem alakul ki kapcsolat, ott a korai fejlődés során elhalnak az axonok, sőt azok az idegsejtek is elpusztulnak, amelyeknek nem sikerült elegendő működő bemenetet begyűjteniük, azaz nem vesznek részt reprezentációban.

Az idegsejtfejlődés (neurogenezis) és pályafelépülés során azért keletkezik számfeletti sejt és axonág, mert a feleslegből egyszerűbb nyesegetni a tanulás során, mint az axonoknak hosszasan keresgélni (ilyen is van persze), hogy hova kapcsolódjanak.

Van itt még egy fontos dolog. Erről majd később lesz részletesen szó, de az agy evolúciója során egyre újabb területek alakultak ki az agyban (elsősorban az agykéregben), melyek egyre összetettebb feladatok megoldására voltak képesek. Ezek a területek bonyolult, többszintű (hierarchikus) hálózatban kapcsolódnak információ feldolgozási láncolatokba, mint ahogy a ChatGTPT esetében az egymás utáni rétegek (persze a ChatGPT tervezői ezt az agyszerkezettől tanulták). A makákó majom látórendszere esetében például harmincvalahány agyterület kapcsolódik többszintű hálózatba.
Ugye az egyedfejlődés leköveti a törzsfejlődést. Azaz, az agykérgi területek kialakulása az embrióban hasonló sorrendben történik, mint ahogy azok törzsfejlődés során megjelentek (csak ugye nagyságrendekkel gyorsabban). A feldolgozási lánc elején álló agyterületek korábban alakulnak ki és korábban kezdenek el bezsinórozódni, tanulni is. Ennek a fokozatosságnak fontos szerep van az agyi reprezentáció, kódolás kialakításában is.
Először az egyszerűbb feldolgozást végző területeknek kell, hogy kialakuljon a kódja, aztán ha ez megvan kezdhet kialakulni a követkető szinté is. Az iskolában is, először megtanuljuk megfogni a ceruzát, aztán egyenes, átlós és görbe vonalakat húzunk, majd betűket, szavakat, mondatokat és a végén fogalmazásokat írunk. A látórendszerben az elsődleges látókéreg vonalak érzékelésével foglalkozik, a magasabb rendű, másodlagos területek sarkokat, szögeket, formákat, tárgyakat azonosítanak. Vannak aztán olyan ún. asszociációs területek, ahol már több eltérő érzékszervből érkező reprezentáció olvad össze például az aktuális szituáció érzékelésére.
Az agyban ennek a hierarchikus, időben eltolt tanulásnak molekuláris lenyomata is van. A Hebb-szabályt molekuláris szinten a serkentő ingerületátvivő anyag a glutamát NMDA receptora valósítja meg. Ennek a receptornak több változata van. Van olyan változat, ami hatékony, gyors szinaptikus tanulást tesz lehetővé és van olyan, ami nem kapcsolja be a tanulási mechanizmusokat. A fejlődés korai szakaszában a feldolgozási lánc korai területein használják a sejtek a gyorsan tanuló változatot, de miután a hálózat megtanulta, amit kellett, a merev formára váltanak és a rugalmas forma a következő szinten jelenik meg. Vannak olyan agyterületek, asszociációs kérgek (a memória tárolásban fontos hippokampusz és a tudatossághoz, döntésekhez fontos homloklebeny) ahol a tanulásra képes forma életünk végéig megmarad, mert életünk végéig képesnek kell lennünk az összetettebb dolgok tanulására.
Talán mindenki hallott az imprinting-ről, mely folyamatot Konrad Lorenz etológus munkássága tette híressé (bár magát a jelenséget Morus Tamás 1516-ban megjelent utópiájában már leírta). Ugye itt az történik, hogy a tojásból kikelő kiscsirke, kiskacsa életre szólóan követni fogja azt, akit először meglát. Nyilván van a látórendszerében egy nagyon jól időzített tanulási időszak erre, ami akkor működik amikor kikel a tojásból.
Ezek a tanulási összehangolások is programokként futnak, amikor egy terület kialakul elindul a tanulás. Abban kicsit más a program az egyes agyterületeken, hogy a tanulás mikor álljon meg.

Az agy kapcsolatrendszerét tehát nem a genetikai kód alapján építi fel, hanem a genetikai kód által futtatott programok felhasználják a környezetből származó információt. Ahhoz, hogy az agy hatékonyan tanuljon sok információt kell gyűjtenie. Ezért az evolúció során kialakultak meta-programok is, olyan programok, melyek az agyfejlődés programjait segítik: a kíváncsiság, az utánzás és a játék programjai.

Ezek a programok mind azon a belénk épített mechanizmuson alapulnak, hogy amikor új információt szerzünk meg, akkor az agyunkban dopamin szabadul fel, melyet szerveztünk örömként él meg (lásd a drogokról szóló cikkeket). A kíváncsiság és a belőle fakadó öröm hajtja a kisgyereket (és az élénkebb elméjű felnőtteket) arra, hogy felfedezzenek, kísérletezzenek. Az utánzás ösztöne pedig gyorsítja a tanulást azáltal, hogy nem véletlen szerű felfedezéssel szerzünk információt, hanem megfigyeljük és lekövetjük, amit a felnőttek vagy nagyobb testvéreink csinálnak. Nem csoda, hogy minden kisgyerek manapság az okostelefont akarja nyomogatni, ugyanis azt látja, hogy minden felnőtt azt nyomogatja. így sajnos lassan nem lesz idejük a játékra, ami pedig mindkét dolgot, a felfedezést és az utánzást is egyesíti a gyakorlással.

Szerző: Gulyás Attila

Az agyfejlődés programja II.: túltermelés és térképek az agyban A hálózattervezés csúcsa: Az agykéreg I.