ייצוג מתמיד של סכימה קודמת בקורטקס האורביטופרונטלי מקל על למידה של סכימה סותרת

מדוע קיצורי חשיבה יכולים גם לעזור וגם לפגוע

החיים היומיומיים נשענים על קיצורי חשיבה: ברגע שלומדים כללי נהיגה או שימוש באפליקציה חדשה, אפשר להיעזר בידע הזה במצבים חדשים. אך אותם קיצורי חשיבה, שנקראים סכמות, עלולים להטעות כאשר הכללים משתנים בפתאומיות—כמו נהיגה במדינה שבה התנועה נעצרת בצד ההפוך של הדרך. המחקר הזה בוחן כיצד המוח מנהל מערכות חוקים ישנות וחדשות שמתנגשות זו בזו, והאם אחיזה בסכמה ישנה מסייעת או מפריעה ללמידת סכמה חדשה.

אימון חברות חזירים לעבור בין כללים מתנגשים

החוקרים אימנו חולדות על סדרת משימות בחירה מבוססות ריח שנראו זהות מבחוץ אך פעלו לפי כללים סמויים שונים. בשלב הראשון החולדות למדו כלל של «השווה עם הניסיון הקודם»: הן קיבלו מים מתוקים רק אם הריח הנוכחי היה שונה מהריח שחשו בניסיון הקודם. לאחר שהשלימו שליטה בכלל זה, הוצג להן שלב שני שבו נעשה שימוש באותם רמזי ריח בדיוק, אך כעת התגמול תלוי רק בזהות כל ריח, לא בהשוואה לניסיון הקודם. כלל ה»זהות» החדש התנגש ישירות עם כלל ההשוואה הישן. קבוצת ביקורת נפרדת של חולדות למדה רק את כלל הזהות מההתחלה, כך שמוחותיהן מעולם לא נדרשו להתמודד עם כלל ההשוואה הקודם.

כיצד אזור קבלת ההחלטות במוח עוקב אחר כללים סמויים

בעודהן לומדות ומעבירות בין כללים, הצוות הקליט פעילות של נוירונים בודדים וקבוצות גדולות של תאים באזור קבלת החלטות שנקרא הקורטקס האורביטופרונטלי, שממוקם מעל העיניים. כאשר החולדות רכשו את כלל ההשוואה, יותר ויותר נוירונים בקורטקס זה החלו לירות בצורה שונה בניסיונות מתוגמלים לעומת לא מתוגמלים, ופעילות האוכלוסייה הפרידה יפה ניסיונות שהתנהגו לפי הכלל. כשכלל הזהות הוצג, האזור המוחי הזה ארגן את עצמו במהירות כך שפעילותו קיבצה כעת את הריחות לפי אם הם מתוגמלים תחת הכלל החדש. עם זאת, חשוב לציין שעקבות של כלל ההשוואה הישן לא נעלמו: נוירונים רבים ותבנית הפעילות הכוללת המשיכו לשאת מידע על האם ניסיון היה מתוגמל תחת הכלל הישן, גם אחרי שההתנהגות כולה התאימה לכלל החדש. בחולדות קבוצת הביקורת שלא למדו את כלל ההשוואה נצפה מעט או לא נצפה כלל אות «רפאים» כזה.

סכמות ישנות וחדשות שמורות זו לצד זו, לא מוחקות זו את זו

ניתוח מעמיק יותר הראה כי נוירוני הקורטקס האורביטופרונטלי נטו להתמחות: רובם סימנו הפרש בין תגמול לחוסר תגמול עבור או הכלל הישן או הכלל החדש, אך לא שניהם. ברמת האוכלוסייה, ניתן היה לקרוא את הפעילות עבור שני הכללים לאורך «צירים» נפרדים במידה רבה, כלומר אזור המוח בפועל הכיל מפות משימתיות חופפות אך חלקית עצמאיות. מסווגים מאומנים על נתוני העצבים יכלו לפענח באופן מהימן גם איזה כלל בתוקף וגם מה הייתה התוצאה תחת הכלל האלטרנטיבי. במילים אחרות, במקום למחוק את הסכמה הקודמת, הקורטקס האורביטופרונטלי שמר עליה כייצוג נקי ומקביל בעת בניית הייצוג החדש.

מתי זיכרון מדויק של הכלל הישן מסייע בלמידת החדש

הפתעה מרכזית הייתה בהתנהגות: ייצוג עצבי חזק יותר של הכלל הישן, שכעת לא רלוונטי, לא גרם לחולדות להילחץ אליו יותר. ככל שהלמידה התקדמה, החולדות למעשה הפכו טובות יותר בהתעלמות מהנבואות של הכלל הישן, אפילו בניסיונות שבהם הוא היה מצביע על «לך», והשיפור הזה היה הגדול ביותר בבעלי החיים שבהם פעילות הקורטקס האורביטופרונטלי קידדה באופן הבהיר ביותר את הכלל הישן. אותם בעלי חיים למדו את כלל הזהות החדש מהר יותר, אף על פי שלא היו לומדים טובים יותר של הכלל הראשון. כאשר החוקרים השתקו זמנית נוירונים בקורטקס האורביטופרונטלי בזמן הקיבוץ של הסכמה הראשונה בניסוי נפרד, החולדות התקשו מאוחר יותר גם להכליל את הכלל הישן לריחות חדשים וגם לצטט את הכלל החדש הסותר. זה מרמז שכדי שהמוח יהיה גמיש מאוחר יותר, חשוב שהקורטקס האורביטופרונטלי ייצג באופן פעיל את הסכמה הראשונית.

מה המשמעות עבור חשיבה גמישה ומכונות חכמות

עבור קהל שאינו מקצועי, המסר המרכזי הוא שמעגלי ההחלטה במוח אינם פשוט מוחקים ידע ישן כאשר הכללים משתנים. במקום זאת, הקורטקס האורביטופרונטלי שומר עקבות מפורטים של סכמות קודמות שרצות ברקע, תוך בניית מערכת חוקים חדשה בערוץ חלקית נפרד. אחסון מקבילי זה נראה כתומך בהתנהגות גמישה במקום לחסום אותה: על ידי שמירה על מודל מדויק של «איך הדברים עבדו בעבר», המוח יכול לזהות טוב יותר מתי אותו מודל נכשל ולהתאים עצמו לדרישות חדשות. המחברים מציעים שאסטרטגיה זו—שמירה על מפות חוק מרובות בו‑זמנית ודיכוי או שימוש סלקטיבי בהן—יכולה להשריר מערכות בינה מלאכותית שיעברו מאבדון קטסטרופלי של זיכרון ולמדו משימות חדשות מבלי למחוק את הידע הקיים.

ציטוט: Maor, I., Atwell, J., Ascher, I. et al. Persistent representation of a prior schema in the orbitofrontal cortex facilitates learning of a conflicting schema. Nat Commun 17, 2610 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69330-2

מילות מפתח: סכמות, קורטקס אורביטופרונטלי, גמישות קוגניטיבית, למידה על בסיס חיזוק, ייצוגים עצביים