Beynin və idrakın (2015) yenilik, qəsd və sürprizin qısa və uzunmüddətli nəticələri

Neuroscience & Biobevaviorall Şərhlər

11 May 2015 onlayn mövcuddur

Highlights

  • Stimulus yenilik qavrayışını yaxşılaşdırır və cavabları asanlaşdırır.
  • Məkan yenilikləri motivasiyanı artırır və öyrənmə və yaddaşa kömək edir.
  • Algılamanın təsirləri limbik bölgələrlə əlaqələndirilə bilər.
  • Cavablara təsirlər qısa müddətli və LC-NE cavabları ilə əlaqəli ola bilər.
  • Təhsilə təsirləri uzun müddət davam edir və SN / VTA cavabları ilə əlaqəli olur.

mücərrəd

Biri yeni bir stimulla qarşılaşdıqda, bir neçə nöromodulyasiya sistemini aktivləşdirərək beyin reaksiyalarının bir şəlaləsini ortaya qoyur. Nəticə olaraq yenilik idrak üzərində geniş təsirə malikdir; qavrayış və fəaliyyətin yaxşılaşdırılması, motivasiyanın artırılması, araşdırma davranışının yaradılması və öyrənmənin təşviqi. Burada bu faydaları və beyində necə yarana biləcəyini nəzərdən keçiririk. Yeniliyin beyinə və idraka təsirlərini üç qrupa təşkil edən bir çərçivə təklif edirik.

Birincisi, yenilik gecikmə qabiliyyətini artıra bilər. Bu təsir amigdalanı aktivləşdirən və erkən sensor emalının gücləndirilməsi ilə bağlı yeni stimullar vasitəsi ilə təklif olunmalıdır.

İkincisi, romantik stimul arousal artırmaq bilər, təqdimat sonra ilk yüzlərlə milliseconds fəaliyyət qısa təsirli təsiri. Biz bu təsirlərin yeniliyə görə deyil, sapma ilə əlaqəli olduğunu və onları locus-coeruleus norepinephrine sisteminin aktivliyinə birləşdirdiyini iddia edirik.

Üçüncüsü, məkan yenilikləri hipokampusda dopamin salınmasını təşviq edən, uzunmüddətli effektlərə, onilliklərə, motivasiyaya, mükafat emalına, öyrənmə və yaddaşa qədər dopaminergik mesolimbik sistemini tetikleyebilir.

 

TƏDQİQAT SAHƏSİNDƏ TƏKLİFLƏR

Yeni bir maraq, beləliklə faydalı ola bilər və potensial təhdidləri təsbit və zərər qarşısını almaq üçün də tələb oluna bilər. Mövcud vəziyyətə uyğun davranışı uyğunlaşdırmaq üçün beyin bir tərəfdən tanınmış mükafat mənbələrindən istifadəni bir-birinə ayırmaq və bir-birinə yeni obyektlər və vəziyyətləri araşdırmaq, daha sərfəli gəlirləri ortaya çıxara bilər və ya bilinməyən təhlükə mənbəyi.

Yeniliklər, tədqiqat bonusunu (və ya yenilik bonusunu) əldə etməklə, kəşfiyyat davranışının yeniliklərini artırmaq üçün mükəmməl axtarışın hesablama nəzəriyyələri ilə təklif olunur (Düzel və digərləri, 2010, Kakade və Dayan, 2002 Knutson və Cooper, 2006). Bu fikir bir nəzəriyyədə işlənib hazırlanmışdır: Dopamin və ya NOMAD (Düzel və digərləri, 2010) tərəfindən gözlənilməz və kəşfiyyat motivasiyası ilə əlaqələndirilmişdir .NOMAD yeni bir stimulun qəbul edilməsini DA-nın həm müvəqqəti olaraq xüsusi fasik burstslarında həm də yeni stimulun özünü və onu təqib edən stimulların saxlanması və tonik DA səviyyəsinin artması üçün plastisiyanı təmin edir. Bununla yanaşı, yeniliklərin gözləntisi artıq tonik DA səviyyəsinin artmasına gətirib çıxara bilər. Tonik aktivliyin bu artımı öz növbəsində mükafat gözləməsini artırır və kəşfiyyat davranışını artırırdı.

Bu nəzəriyyə üçün empirik dəlillər göstərir ki, yeni stimullar və yeni stimulların gözləməsi həqiqətən dopa-minerjik mükafat sistemini aktivləşdirə bilər, mükafat proqnozlaşdırılması cavablarını artırır (Bunzeck et al., 2012; Wittmann et al., 2007) və yeni imkanlar təmin etmək qiymətləndirilmişdir və potensial risklər nəticənin bilinməsinə qədər qiymətləndirilir (Krebs və s., 2009). Üstəlik, nov-elty mükafatlandırmaq üçün striatumda Phasic DA azadını artırır (Bunzecket al., 2007; Guitart-Masip et al., 2010; Krebs və s., 2011; Lismanand Grace, 2005). Bundan əlavə, mükafat gözləməsinin səbəb olduğu VTA fəaliyyətinin daha yaxşı epizodik yaddaşla əlaqəli olduğu təsbit edildi və DA sərbəstliyi həqiqətən yaddaşını (Murty və Adcock, 2014) artıra bilər. Digər tərəfdən, mükafat, DA tərəfindən idarə olunacaq hesab edilən prosesin (Apitz və Bunzeck, 2009; Eckart və Bunzeck, 2013, yeniləmə emalını sürətləndirə bilər (Bunzeck və s., 2013); dopamin və yaddaş arasındakı linkdə Shohamy və Adcock, 2010). Bununla yanaşı, yenilik və öyrənmə arasındakı əlaqə də digər nöromodulyarlaşdırıcı sistemlərlə əlaqələndirilmişdir.

Bununla yanaşı, yenilik və öyrənmə arasındakı əlaqə də digər nöromodulyarlaşdırıcı sistemlərlə əlaqələndirilmişdir. Xüsusilə, qeyri-humanist heyvanlarda (Straube və s., 2003b; Sara, 2009, Harley, 2007, Madison və Nicoll, 1986), həmçinin, NE-nin yeniliklərə səbəb olan öyrənmə faydalarına da toxunulub. NE, ağciyər girirində nöronların həyəcanını artırır və uzun müddətli potensiasiyanı (LTP, Kitchigina və s., 1997, Kemp və Manahan-Vaughn, 2008, Klukowski və Harley, 1994) stimullaşdırır; (Cooke və Bliss, 2006).

Dopaminergik girişlər (Limon və Manahan-Vaughan, 2006, Li və digərləri, 2003, Lisman və Grace, 2005, Roggenhofer və digərləri, 2010, Sajikumar və 2004 kimi) öyrənməyə yeni təsirlərin əsasını qoymaq üçün bir neçə nöromodulyar sistem təklif edilmişdir. (Kemp və Manahan-Vaughan, 1997), noradrenergik girişlər (Kitchigina et al., 2003; Straube və s., 2005a; Uzakov və digərləri, 1995; Vankov və s., 2008) və kolinergik girişlər (Barry və s., 2012; Bergado və s., 2007; Hasselmo, 1999; Meeter et al., 2004). Dopaminergik və noradrenergik sistemlər həm də bu effektləri vasitəçilik etmək üçün onların qarşılıqlı əlaqələri (Briand və s., 2007, Harley, 2004, Sara, 2009) vasitəsilə işləyəcəklər. Bütün üç nörotransmitter yeni stimullara cavab olaraq sərbəst buraxıldığı və beynində plastisiyaya bağlı olduğu bilinir.

Yeniliyin yaddaşa təsirləri üçün NE və ya ACh'nin vacib olduğuna inanmanın başqa bir səbəbi təsirlərin baş verdiyi zaman ölçüsüdür. ACh sərbəstliyinə təsiri azad edildikdən iki saniyə sonra (Hasselmo və Fehlau, 2001) zirvəyə çatdırıldı, NE yayımının təsirləri isə daha qısa müddətdə hərəkət edə bilər

Həqiqətən, yeni mühitlərin bir LTP induksiyasının təsirləri dopaminergik D1 / D5 reseptorlarının aktivliyinə (Li və digərləri, 2003) bağlıdır.

Yeniliklərin bu cür uzunmüddətli effektləri DA, Lisman və Grace (2005) arasında başqalarına təklif etdiyi kimi, yeniliklərdən yaranan faydaları yaddaşda modullaşdırır. Hipokampusda (Jay, 2003, Limon və Manahan-Vaughan, 2006, Li və digərləri, 2003, Lisman və Grace, 2005, Roggenhofer və digərləri, 2010; Sajikumar və Frey, 2004). Birlikdə bu məlumatlar eyni mexanizm öyrənmə üçün yeniliklərin faydalarını və tədqiqat bonusunu (Düzel və s., 2010; Blumenfeld və digərləri, 2006, Lisman və Grace, 2005) əsaslandırır.

Yeniliklərin beynə və davranışlarına təsiri təşkil etmək üçün bir çərçivə

Xülasə olaraq, yenilik beyin bölgələrinin genişliyi ilə bağlı güclü reaksiyalar yaradır və idrakın bir çox aspektlərini təsir edən bir neçə nöromodulator sistemini stimullaşdırır. Burada, yeniliyə olan nörofizioloji cavabların fərqli tərəzilər üzərində oynandığını və bu, fərqli bilişsel proseslərə yenilik təsirlərinin vaxtının fərqini açıqlaya biləcəyini iddia etdik. Burada nəzərdən keçirilmiş tədqiqatlar göstərir ki, bu təsirlər ən azı üç kateqoriyaya bölünmüş ola bilər. İlk iki yeni bir stimulun qarşılaşdıqdan sonra baş verən təsirlərdən ibarətdir. Üçüncü, uzunmüddətli effektlərdən ibarətdir.

Əvvəlcə duyğunun emalında rol oynadığı amigdala, yenilikə də ciddi şəkildə cavab verir. (Zald, 2003, Blackford və s., 2010). Duygusal stimulların amigdala və onun əlaqələrinin erkən görmə kortikal bölgələrə (Vuilleumier, 2005) aktivləşdirilməsi ilə nəzərəçarpan bir cavab verərək həssas qavrayışa inanırlar. Yeni stimullar eyni beyin sxemlərini emosional stimul kimi etibarlı şəkildə aktivləşdirə bildiyindən yenilik eyni yollarla algısal prosesləri gücləndirə bilər. Vizual algılamada femoning təsirləri çox sürətli; bu effektlərin tam dəqiqliyi hələ bilinmədiyinə baxmayaraq, emosional stimulun (Sellinger və s., 2013) əvvəlcədən müəyyənləşdirildikdən sonra genişlənmələr adətən ilk bir neçə yüz millisekundda baş verəcəkdir. Roman stimulyasiyasının qəbul edilməsi üçün oxşar artım təsirləri olduğu göstərilmişdir (Schomaker və Meeter, 2012). Çoxluğunun qeyri-müəyyən olmasına baxmayaraq, biz diqqətin beynin erkən duyğulu emal bölgələrinə təsir göstərən amygdalar aktivləşməsindən yeni stimullara yönəldiyini iddia etdik.

İkincisi, yeni stimullar LC-i (beyin kök sahəsi olan önbaxanda NE-nin eksklüziv tədarükçüsü) aktivləşdirə bilər və nəticədə 200 ms ətrafında phasic NE buraxılışının stimul təqdimatı (Aston-Jones və Cohen, 2005b; Mongeau və s., 1997). Bu LC-NE sisteminin həyəcanla əlaqəli olduğu, lakin davranışın daha çox seçici təsir göstərə biləcəyi. Uyğunlaşma qazanma nəzəriyyəsi (Aston-Jonesand Cohen (2005a), LC-dən təsadüfi NE azadlığını müvəqqəti filtrdən təmin edir, qərarların qəbul edilməsi proseslərinin artırılması və hədəflə əlaqəli olmayan birləşmə fəaliyyəti dayandırılması ilə vəzifəli davranışı asanlaşdırır. bu mexanizm vasitəsilə vəzifə potensialını asanlaşdırır Son tədqiqatlar göstərir ki, yeni stimuliki həqiqətən cavabları asanlaşdırır, lakin təsirlər digər amillərdən asılıdır. Əslində cavabların sürətlənməsi yeniliklərə görə daha çox sapma görünür (Schomaker vəMeeter, 2014a). Həmçinin eyni vaxtda P3 ERP komponenti (Schomaker və s., 2014c) üçün mümkün ola bilərdi.

Üçüncüsü, mezolimbik dopaminerjik sistem yenilik ilə aktivləşdirilə bilər. Qısa müddətli LC-NE cavabından fərqli olaraq, yeniliklə yaranan dopaminerjik cavablar bir neçə dəqiqədən sonra təsirli ola bilər (Li və s., 2003). Yenilik aşkar edildikdən sonra, SN / VTA'dan DA azadlığı, hipokampusdan (Lisman və Grace, 2005) bir yenilik siqnalı ilə tetiklendiğine inanılır. Behaviorally, especiall yspatial yenilik heyvanların yaddaşına (Davis və s., 2004, McGaugh, 2005, Uzakov və digərləri, 2005, Straube və s., 2003b) və insanlara (Fenker et al. , 2008; Schomaker və digərləri, 2014b)