किसी नए कौशल को सीखने के लिए आमतौर पर आपके प्रदर्शन पर प्रतिक्रिया प्राप्त करते समय परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से सक्रिय रूप से अभ्यास करने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रासंगिक जानकारी के निष्क्रिय संपर्क से सीधे प्रशिक्षण या प्रतिक्रिया के बिना भी सीखने को बढ़ावा मिल सकता है।
यूसी बर्कले के शोधकर्ताओं ने हाल ही में ध्वनियों को वर्गीकृत करना सीखने वाले चूहों में इस प्रभाव का प्रदर्शन किया। उन्होंने पाया कि सक्रिय प्रशिक्षण से पहले या उसके दौरान ध्वनियों के निष्क्रिय संपर्क से चूहों को तेजी से सीखने में मदद मिली। वैज्ञानिकों ने मस्तिष्क में तंत्रिका नेटवर्क का अनुकरण करने वाले कंप्यूटर मॉडल भी बनाए, जिससे पता चला कि कैसे निष्क्रिय एक्सपोज़र संवेदी जानकारी का प्रतिनिधित्व करने के तरीके को बदल सकता है और सही प्रतिक्रियाओं के साथ जुड़ना आसान बना सकता है।
परिणाम, में प्रकाशित तंत्रिका विज्ञान, अधिक कुशल प्रशिक्षण विधियों में अंतर्दृष्टि प्रदान करें जो निष्क्रिय और सक्रिय शिक्षण को जोड़ती हैं। यह मिश्रित दृष्टिकोण मानव वयस्कों और बच्चों में संगीत वाद्ययंत्र प्रशिक्षण या भाषा अधिग्रहण जैसे वास्तविक दुनिया के कौशल सीखने में मदद कर सकता है।
मुख्य सामग्री: प्रयास, अभ्यास और प्रतिक्रिया
एक नया अवधारणात्मक कौशल सीखने के लिए कार्य के बारे में सक्रिय रूप से निर्णय लेने और उन विकल्पों पर प्रतिक्रिया प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। मान लें कि आप ध्वनियों को उच्च या निम्न आवृत्ति के रूप में बेहतर ढंग से वर्गीकृत करने का प्रयास कर रहे हैं। आप स्वर सुनेंगे, अनुमान लगाएंगे कि वे ऊंचे हैं या निचले, और आपको बताया जाएगा कि आपकी पसंद सही थी या नहीं। यह बंद-लूप विकल्प, प्रतिक्रिया और समायोजन प्रक्रिया मस्तिष्क के निर्णय लेने वाले सर्किट को प्रशिक्षित करती है।
पृष्ठभूमि में निष्क्रिय रूप से ध्वनियाँ सुनने से इस सक्रिय सीखने की प्रक्रिया में मदद नहीं मिलनी चाहिए। आप कोई निर्णय नहीं ले रहे हैं या आपको बताया नहीं जा रहा है कि आप सही हैं या गलत। लेकिन मनुष्य और अन्य जानवर प्रतिदिन लगातार संवेदी जानकारी के संपर्क में आते हैं, यहां तक कि जानबूझकर किसी कौशल का अभ्यास नहीं करते हुए भी। यूसी बर्कले के वैज्ञानिकों को आश्चर्य हुआ कि क्या मस्तिष्क इस निष्क्रिय जोखिम का अवसरवादी रूप से फायदा उठा सकता है।
पिछले शोध निष्क्रिय सीखने पर संकेत देते हैं
शोधकर्ता पिछले अध्ययनों से प्रेरित थे जिसमें दिखाया गया था कि ध्वनियों के जल्दी संपर्क में आने से जानवरों की श्रवण प्रणाली विकसित हो सकती है। कुछ दोहराई जाने वाली ध्वनियों वाले वातावरण में पाले गए बच्चे बाद में समान ध्वनियों में अंतर करने में बेहतर हो जाते हैं।
वयस्क मनुष्यों में, कुछ शोधों ने यह भी सुझाव दिया है कि श्रवण कार्यों पर सक्रिय प्रशिक्षण के साथ निष्क्रिय श्रवण सत्र सीखने को बढ़ावा दे सकते हैं। हालाँकि, इस बारे में कम जानकारी थी कि निष्क्रिय एक्सपोज़र परिपक्व पशु मॉडल में सक्रिय सीखने के साथ कैसे संपर्क करता है जो अधिक जैविक अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है।
यूसी बर्कले टीम को एहसास हुआ कि मशीन लर्निंग भी कुछ सुराग दे सकती है। कंप्यूटर वैज्ञानिकों ने पाया है कि बड़े बिना लेबल वाले डेटासेट पर तंत्रिका नेटवर्क मॉडल का पहला पूर्व-प्रशिक्षण उन्हें कम प्रशिक्षण उदाहरणों के साथ लेबल किए गए कार्यों को बहुत तेजी से सीखने में सक्षम बना सकता है। श्रवण प्रणाली एक समान चाल का उपयोग कर सकती है, पहले दुनिया के अपने आंतरिक मॉडल को अनुकूलित करने के लिए बिना लेबल वाली ध्वनियों के निष्क्रिय प्रदर्शन का उपयोग कर सकती है, इस प्रकार कार्य सीखने में तेजी ला सकती है।
निष्क्रिय श्रवण के बाद चूहे तेजी से सीखते हैं
शोधकर्ताओं ने ध्वनि पैटर्न का पता लगाने के लिए प्रशिक्षित चूहों का उपयोग करके व्यवस्थित रूप से परीक्षण करने के लिए निर्धारित किया है कि क्या निष्क्रिय ध्वनि एक्सपोजर सक्रिय श्रवण श्रेणी सीखने को बढ़ाता है या नहीं।
चूहों को कम पिच में बदलने वाले स्वरों को आवृत्ति में वृद्धि या गिरावट के रूप में वर्गीकृत करना था। उन्होंने परीक्षण कक्ष के बाएँ या दाएँ पोर्ट में अपनी नाक घुसाकर अपनी पसंद का संकेत दिया। कई दैनिक प्रशिक्षण सत्रों में, चूहे ध्वनियों को सटीक रूप से वर्गीकृत करने में बेहतर और बेहतर होते गए।
वैज्ञानिकों ने मानक प्रशिक्षण प्राप्त करने वाले चूहों के समूहों की तुलना दो अन्य समूहों से की। एक समूह को सक्रिय प्रशिक्षण से पहले अपने घरेलू पिंजरों में पृष्ठभूमि ध्वनियाँ बजाकर अतिरिक्त निष्क्रिय ध्वनि प्रदर्शन प्राप्त हुआ। चूहों के एक अन्य समूह ने केवल शुरुआत के बजाय पूरे सक्रिय सीखने के चरण में निष्क्रिय ध्वनियाँ सुनीं।
दोनों ही मामलों में, अतिरिक्त निष्क्रिय ध्वनियों के संपर्क में आए चूहों ने सीखने में तेजी दिखाई। वे केवल सक्रिय प्रशिक्षण प्राप्त करने वाले चूहों की तुलना में तेजी से चरम वर्गीकरण प्रदर्शन पर पहुंच गए। इससे पता चला कि निष्क्रिय ध्वनि प्रदर्शन परिपक्व स्तनधारियों में सक्रिय श्रवण कौशल सीखने को बढ़ा सकता है।
तंत्रिका नेटवर्क मॉडल जैविक सीख का अनुकरण करते हैं
यह समझने के लिए कि कौन से तंत्र व्यवहारिक रूप से देखे जाने वाले सीखने के लाभों को प्रदान करने के लिए निष्क्रिय जोखिम की अनुमति दे सकते हैं, शोधकर्ताओं ने श्रवण प्रणाली में तंत्रिका प्रसंस्करण और सीखने की नकल करते हुए कम्प्यूटेशनल मॉडल बनाए।
उन्होंने सरल रैखिक क्लासिफायर से लेकर मल्टी-लेयर न्यूरल नेटवर्क तक विभिन्न आर्किटेक्चर का परीक्षण किया। कुछ मॉडलों ने केवल पर्यवेक्षित शिक्षण का उपयोग किया, जहां प्रशिक्षण के दौरान मॉडल आउटपुट और सटीक लेबल के बीच मिलान के आधार पर नेटवर्क कनेक्शन को ट्यून किया जाता है। अन्य मॉडलों को बिना पर्यवेक्षित पूर्व-प्रशिक्षण में जोड़ा गया था, जहां आउटपुट को लेबल से जोड़ने से पहले लेबल रहित इनपुट डेटा की संरचना में पैटर्न कैप्चर किए जाते हैं।
शोधकर्ताओं ने मल्टी-लेयर न्यूरल नेटवर्क पाया, जो अनिवार्य रूप से निष्क्रिय ध्वनि इनपुट से बिना पर्यवेक्षित फीचर का पता लगाता था और उसके बाद पर्यवेक्षित फाइन-ट्यूनिंग चूहों के सीखने के प्रदर्शन से सबसे अच्छी तरह मेल खाता था। मॉडलों ने निष्क्रिय प्रदर्शन की ओर इशारा किया जिससे पुनर्गठित संवेदी प्रतिनिधित्व हुआ जो अधिक कुशल सक्रिय सीखने को सक्षम बनाता है।
इंटरलीविंग सबसे अच्छा काम करता है
यह दिखाने के अलावा कि निष्क्रिय प्रदर्शन से सीखने में तेजी आई, प्रयोगों से पता चला कि पूरे प्रशिक्षण के दौरान ध्वनि प्रस्तुतियों के कारण शुरुआत में ही निष्क्रिय सुनने की तुलना में तेजी से महारत हासिल हुई। इसके अलावा कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग ने निष्क्रिय बनाम सक्रिय मॉडल अपडेट को चलाने वाले सीखने के नियमों के बीच अनुरूपता के माध्यम से इस परिणाम को समझाने में मदद की।
एक साथ होने पर, तंत्रिका कनेक्शन में अनियंत्रित और पर्यवेक्षित बदलाव एक-दूसरे को जोड़ते हैं, बेहतर प्रदर्शन को सक्षम करने के लिए तेजी से प्रतिनिधित्व का सम्मान करते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि केवल कुछ ही इंटरलीव्ड निष्क्रिय सत्र प्रारंभिक निष्क्रिय प्रदर्शन के दिनों के समान प्रभावी होते हैं।
इसलिए उस गिटार को उठाते समय या विदेशी भाषा के टेप शुरू करते समय, तुरंत सीधे कट्टर अभ्यास में न उतरें। अपने दैनिक सक्रिय प्रशिक्षण को निष्क्रिय श्रवण के साथ पूरक करना सुनिश्चित करें। आपका मस्तिष्क ध्वनियों को सोख लेगा, और आप कम समय में अपने सीखने के लक्ष्यों को प्राप्त कर लेंगे।
सक्रिय शिक्षण के साथ निष्क्रिय प्रदर्शन का संयोजन करने वाला यह दृष्टिकोण हमारे मस्तिष्क की प्राकृतिक सीखने की प्रक्रियाओं का उपयोग करके वास्तविक दुनिया के कौशल में तेजी से महारत हासिल करने का नुस्खा प्रदान करता है। जानवर और एआई नए कार्य कैसे सीखते हैं, इसका अध्ययन करने वाले वैज्ञानिक इष्टतम प्रशिक्षण कार्यक्रम को उजागर करना जारी रखते हैं जो लेबल किए गए और बिना लेबल वाले डेटा का लाभ उठाते हैं। हालाँकि, यह शोध सीखने को बढ़ावा देने का एक तरीका बताकर जैविक या डिजिटल मस्तिष्क को ग्रेड बनाने में मदद करता है।
लेखक के बारे में
रॉबर्ट जेनिंग्स अपनी पत्नी मैरी टी रसेल के साथ InnerSelf.com के सह-प्रकाशक हैं। उन्होंने रियल एस्टेट, शहरी विकास, वित्त, वास्तुशिल्प इंजीनियरिंग और प्रारंभिक शिक्षा में अध्ययन के साथ फ्लोरिडा विश्वविद्यालय, दक्षिणी तकनीकी संस्थान और सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में भाग लिया। वह यूएस मरीन कॉर्प्स और यूएस आर्मी के सदस्य थे और उन्होंने जर्मनी में फील्ड आर्टिलरी बैटरी की कमान संभाली थी। 25 में InnerSelf.com शुरू करने से पहले उन्होंने 1996 वर्षों तक रियल एस्टेट फाइनेंस, निर्माण और विकास में काम किया।
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