神経科学：生物学的ニューラルネットワークでの教師なし事前訓練

ニューラルネットワークでの表現学習は、指示の利用可能性の有無によって区別される、教師ありアルゴリズム、または教師なしアルゴリズムを用いて実装できる。感覚皮質では知覚学習が神経可塑性を駆動するが、これが教師あり学習に基づくものなのか、教師なし学習に基づくものなのかは分かっていない。今回我々は、マウスが複数の課題を学習する過程、および同一刺激に報酬なしで曝露した間の、一次視覚野（V1）と高次視覚野（HVA）からの9万個に上るニューロン集団の同時記録を行った。以前の研究と同様に、我々は、課題中のマウスで神経的変化と行動学習の相関を見いだした。しかし、これらの神経的変化は報酬なし曝露マウスでもほとんど再現された。これは、この学習が実際には教師なしであることを示唆している。神経可塑性は内側HVAで最も大きく、空間学習ルールよりも視覚学習ルールに従っていた。課題中のマウスでのみ、前部HVAで報酬予告信号の上昇が見いだされ、これは、教師あり学習に関連している可能性を示している。今回の神経学的結果は、教師なし学習がその後の課題学習を加速する可能性を予測しており、この予測は行動実験によって検証された。

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