10:10
Мозговая схема обнаружила, что помогает объяснить, почему мотивация к обучению снижается с возрастом

Исследования на мышах показывают, что старение влияет на контур мозга, критически важный для обучения принятию некоторых типов решений.

С возрастом люди часто теряют мотивацию учиться чему-то новому или заниматься повседневной деятельностью. В ходе исследования мышей нейробиологи Массачусетского технологического института определили контур мозга, который имеет решающее значение для поддержания такого рода мотивации.

Эта схема особенно важна для обучения принятию решений, которые требуют оценки затрат и вознаграждения, связанных с конкретным действием. Исследователи показали, что они могут повысить мотивацию пожилых мышей участвовать в этом типе обучения, активируя этот контур, и они также могут уменьшить мотивацию, подавляя этот контур.

” С возрастом нам становится все труднее относиться к вещам по-новому",-говорит Энн Грейбиел, профессор Массачусетского технологического института и член Института исследований мозга Макговерна. "Это вставание и уход, или вовлечение, важно для нашего социального благополучия и для обучения-трудно учиться, если вы не посещаете и не вовлечены.”

Грейбиел является старшим автором исследования, которое было опубликовано 27 октября 2020 года в журнале Cell. Ведущими авторами статьи являются Александр Фридман, бывший научный сотрудник Массачусетского технологического института, ныне доцент Техасского университета в Эль-Пасо, и Эмили Уэске, научный сотрудник Массачусетского технологического института.

Оценка затрат и выгод

Стриатум является частью базальных ганглиев-совокупности мозговых центров, связанных с формированием привычек, контролем произвольных движений, эмоций и зависимостей. В течение нескольких десятилетий лаборатория Грейбьела изучала скопления клеток, называемых стриосомами, которые распределены по всему стриатуму. Грейбиел открыл стриосомы много лет назад, но их функция оставалась загадочной, отчасти потому, что они настолько малы и глубоки в мозге, что их трудно представить с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

В последние годы Фридман, Грейбиел и их коллеги, в том числе научный сотрудник Массачусетского технологического института Кен-Ичи Амемори, обнаружили, что стриосомы играют важную роль в процессе принятия решений, известном как конфликт "подход-избегание". Эти решения включают в себя выбор, принимать ли хорошее вместе с плохим — или избегать того и другого — при наличии вариантов, которые имеют как положительные, так и отрицательные элементы. Примером такого рода решений может служить необходимость выбрать работу, которая приносит больше денег, но вынуждает уйти от семьи и друзей. Такие решения часто вызывают большое беспокойство.

В ходе аналогичного исследованиялаборатория Грейбиела обнаружила, что стриосомы соединяются с клетками черной субстанции, одного из главных центров выработки дофамина в мозге. Эти исследования привели исследователей к гипотезе, что стриосомы могут действовать как привратник, который поглощает сенсорную и эмоциональную информацию, поступающую из коры головного мозга, и интегрирует ее, чтобы произвести решение о том, как действовать. Затем эти действия могут быть усилены клетками, продуцирующими дофамин.

Позже исследователи обнаружили, что хронический стресс оказывает значительное влияние на этот контур и на этот вид эмоционального принятия решений. В исследовании 2017 года, проведенном на крысах и мышах, они показали, что стрессовые животные гораздо чаще выбирают варианты с высоким риском и высокой отдачей, но они могут блокировать этот эффект, манипулируя схемой.

В новом исследовании клеток исследователи намеревались исследовать, что происходит в стриосомах, когда мыши учатся принимать такого рода решения. Для этого они измеряли и анализировали активность стриосом по мере того, как мыши учились выбирать между положительными и отрицательными результатами.

Во время экспериментов мыши слышали два разных тона, один из которых сопровождался вознаграждением (сахарная вода), а другой-в паре с умеренно неприятным стимулом (яркий свет). Мыши постепенно усвоили, что если они будут лизать носик больше, когда услышат первый звук, то получат больше сахарной воды, а если они будут лизать меньше во время второго, то свет будет не таким ярким.

Обучение выполнению такого рода задач требует присвоения ценности каждой стоимости и каждому вознаграждению. Исследователи обнаружили, что по мере того, как мыши изучали задачу, стриосомы проявляли более высокую активность, чем другие части стриатума, и что эта активность коррелировала с поведенческими реакциями мышей на оба тона. Это говорит о том, что стриосомы могут иметь решающее значение для придания субъективной ценности конкретному результату.

“Чтобы выжить, чтобы делать то, что вы делаете, вы постоянно должны быть в состоянии учиться. Вам нужно узнать, что для вас хорошо, а что плохо”, - говорит Фридман.

"Человек, или в данном случае мышь, может оценить вознаграждение настолько высоко, что риск испытать возможные издержки будет превзойден, в то время как другой может пожелать избежать затрат, исключая все вознаграждения. И это может привести к обучению, основанному на вознаграждении, в одних случаях и обучению, основанному на затратах, в других”,-говорит Уэске.

Исследователи обнаружили, что ингибиторные нейроны, которые передают сигналы из префронтальной коры, помогают стриосомам повысить их отношение сигнал / шум, что помогает генерировать сильные сигналы, которые видны, когда мыши оценивают дорогостоящий или высокооплачиваемый вариант.

Потеря мотивации

Затем исследователи обнаружили, что у пожилых мышей (между 13 и 21 месяцами, примерно эквивалентными людям в возрасте 60 лет и старше) участие мышей в изучении этого типа анализа затрат и выгод снизилось. В то же время их стриосомная активность снижалась по сравнению с более молодыми мышами. Исследователи обнаружили аналогичную потерю мотивации в мышиной модели болезни Хантингтона, нейродегенеративного расстройства, которое влияет на стриатум и его стриосомы.

Когда исследователи использовали генетически нацеленные препараты для повышения активности в стриосомах, они обнаружили, что мыши стали более вовлечены в выполнение этой задачи. И наоборот, подавление стриосомальной активности приводило к разъединению.

В дополнение к нормальному возрастному снижению, многие психические расстройства могут исказить способность оценивать издержки и выгоды действия, от тревоги и депрессии до таких состояний, как ПТСР. Например, депрессивный человек может недооценивать потенциально полезный опыт, в то время как кто-то, страдающий от зависимости, может переоценивать наркотики, но недооценивать такие вещи, как работа или семья.

В настоящее время исследователи работают над возможными лекарственными методами лечения, которые могли бы стимулировать этот контур, и они предполагают, что обучение пациентов повышению активности в этом контуре с помощью биологической обратной связи может предложить еще один потенциальный способ улучшить их оценку затрат и выгод.

” Если бы вы могли точно определить механизм, лежащий в основе субъективной оценки вознаграждения и затрат, и использовать современную технику, которая могла бы манипулировать им, либо психиатрически, либо с помощью биологической обратной связи, пациенты могли бы правильно активировать свои схемы", - говорит Фридман.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Ученые нашли первую молекулу во Вселенной


История года: первый взгляд человечества на черную дыру


Как наши древние мозги справляются в век цифровых отвлечений

Категория: Тайны / Новости / Гипотеза / Наука | Просмотров: 91 | Добавил: admin | Теги: оценка затрат, Массачусетский технологический инст, контур мозга, почему мотивация к обучению снижает, биологическая обратная связь, мышь, повышение активности, сахарная вода, научный сотрудник, решающее значение, Мозговая схема обнаружила, что помогает объяснить, потеря мотивации | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar