D'Lure vun der Unbekannt (2006)

Main Text

De Meriwether Lewis an de William Clark hu jorelaang dru geschafft, den Edmund Hillary an den Tenzing Norgay sinn dofir op den Mount Everest geklommen, den Neil Armstrong ass dofir an de Weltall geflunn, an de Robert Falcon Scott ass dofir gestuerwen - eng Chance fir eppes ze entdecken, wat nach ni gesi gouf. Eng laang Traditioun vu mënschlech Exploratioun beweist déi motivéierend Kraaft vun der Neiheet. Evolutiounsbiologen hunn argumentéiert datt fir ze floréieren, all Fudderaarten mussen e Drive hunn fir dat Onbekannt ze entdecken (Panksepp, 1998). Wéi esou en Drive sech am Gehir manifestéiert, ass awer onkloer bliwwen. An dëser Ausgab vun Neuron, fir déi éischte Kéier, Bunzeck & Düzel (2006) weisen datt Midbrain Regiounen, déi anscheinend Dopaminneuronen enthalen, preferentiell op neie reagéieren anstatt op selten, erwächen oder verhalensrelevant Reizen (Bunzeck & Düzel, 2006).

Vun dobausse gëtt de ventral Tegmenthalber (VTA) an substantia nigra (SN) sinn einfach ze verpassen. Läit déif an enger Béi vun der brainstem, dës Käre behalen d'Kierper vun de meeschte vun den Dopaminneuronen, déi de Striatum an de prefrontale Cortex innervéieren. Tract Tracing Studien weisen datt d'VTA Projeten op méi ventral Regiounen vum Striatum a Prefrontal Cortex projizéieren, de SN projizéiert op méi dorsal a lateral Regiounen vum Striatum a Prefrontal Cortex. Och wann se kleng sinn, sinn dës Käre an der Positioun fir verbreet Afloss auszeüben. Tatsächlech vu bannen ass d'Liewen ouni dës Midbrain Neuronen wäit vun einfach. Zum Beispill, souwuel organesch Läsionen (wéinst der Parkinson Krankheet) wéi och synthetesch Läsionen (wéinst falsch fabrizéierten Drogen) vum SN/VTA féieren zu mentaler a kierperlecher Immobilitéit.

iwwerdeems lesion Studien suggeréieren datt dorsale Weeër, déi vum SN innervéiert sinn, eng Roll bei der Bewegung spillen, ventral Weeër, déi vum VTA innervéiert sinn, spillen eng manner verständlech Roll an der Motivatioun (Haber a Fudge, 1997). E puer prominent Theorien hypothetiséieren datt d'Aktivitéit an dësem ventrale Wee "Salience" op Reizen gëtt (Berridge an Robinson, 1993). Wéi och ëmmer, Theoretiker hunn d'Salenz anescht definéiert, verwiesselt empiresch Versuche fir d'Funktioun vun dësen Käre ze isoléieren. Zum Beispill, e puer Definitioune vu Salience ruffen Neiheet op, anerer ruffen Verhalensrelevanz op, an nach anerer ruffen Erhuelung op.

Hei definéieren Bunzeck an Düzel operationell "Salience" op véier verschidde Manéieren. Wärend der Acquisitioun vun Event-relatéierten fMRI hunn d'Enquêteuren Themen Biller vu Gesiichter oder Outdoor Szenen gewisen, déi verschidden Attributer vu Salience verkierperen an duerno d'SN / VTA Äntwert op dës verschidde Reizen gemooss hunn. Eng éischt Grupp vu Biller war Roman, oder ni virdrun gesinn. Eng zweet Grupp vu Biller war Verhalensrelevant, erfuerdert eng Knäppercher. Eng drëtt Grupp vu Biller war negativ an domat virausgesot opreegend ze sinn (dh en negativen Ausdrock am Fall vu Gesiichter, oder en Autosaccident am Fall vun Szenen). Eng véiert Grupp vu Biller waren ënnerscheeden awer méi wéi eemol opgetaucht (genannt "neutral oddballs"). Wann net ee vun dëse Biller gesinn, hunn d'Sujete e widderholl neutralt Bild fir déi reschtlech zwee Drëttel vun de Studien gesinn. Biller sinn ongeféier all 3 s.

D'Enquêteuren hunn erausfonnt datt ënnert alle Biller, Roman Biller am mächtegsten de SN / VTA aktivéiert hunn, souwéi Deeler vun der hippocampus a Striatum, suggeréiert datt d'SN / VTA Aktivatioun op Neiheet reagéiert anstatt aner Aarte vu Salience. Aner Zorte vu Biller rekrutéiert aner Regiounen. E bëssen iwwerraschend, mat der putativer Roll vun Dopaminprojektiounen a Bewegung, hunn d'Biller, déi eng motoresch Äntwert erfuerderen, d'SN / VTA Regiounen net mächteg aktivéiert, anstatt e Motorkrees rekrutéiert mat der roude Kär, Thalamus, an Motorrotex. Negativ Biller hunn och den SN / VTA net potent aktiv aktivéiert, amplaz méi robust aner Midbrain Regiounen aktivéiert (dh de locus coeruleus) an de Amygdal. Schlussendlech, am Verglach zum widderholl Bild, huet den neutralen Oddball den Hippocampus aktivéiert, wéi och aner Regiounen wéi d'anterior Cingulat.

D'Enquêteuren hunn och iwwerpréift ob Neiheet d'Erënnerung verbessert. Hippocampal Aktivatioun ass mat Kodéierungserënnerungen an fMRI Studien verbonne ginn (Brewer et al., 1998, Wagner et al., 1998), a Roman Biller aktivéiert dës Regioun souwéi de SN / VTA. Dëst féiert zu der Konklusioun datt d'Sujete besser Erënnerung fir nei Biller solle weisen. Tatsächlech hunn se net gemaach. Amplaz, wéi an aner Fuerschung (Ranganath and Rainer, 2003), Sujeten erënnert vertraut Biller besser wéi Roman Biller. Wéi och ëmmer, an engem getrennten Experiment hunn d'Enquêteuren en interessante kontextuellen Effekt fonnt, an deem vertraute Biller, déi mat neie Biller ofwiesselnd sinn, e transiente Gedächtnisboost kruten, detektéierbar 20 min awer net 1 Dag méi spéit. Dës Entdeckung kann kontrastéiert ginn mat deenen vun anere rezenten Studien, déi weisen datt Belounungsstécker den SN / VTA an den Hippocampus koaktivéieren, wat d'laangfristeg Erënnerung verbessert net nëmme fir d'Zeilen (Wittmann et al., 2005), awer och fir Biller déi hinnen nokommen (Adcock et al., 2006).

Zesummen informéieren dës Erkenntnisser potenziell e spannende neie Kierper vu Fuerschung, déi probéiert d'Motivatioun an d'Erënnerung ze verbannen. Eng rezent Theorie postuléiert datt zwee Circuiten eng Loop bilden, duerch déi Neiheet d'Erënnerung fördere kann (Lisman a Grace, 2005). Am éischten erofgaangen Circuit aktivéiert Neiheet den Hippocampus, deen op der SN/VTA iwwer subkortikale Weeër synapséiert, déi duerch d ventral Striatum. Eng zweet opsteigend Circuit fäerdeg d'Loop, an där den aktivéierten SN / VTA verëffentlecht Dopamin am Hippocampus, d'Erënnerung vum neie Stimulus förderen. Déi aktuell Erkenntnisser bidden deelweis Ënnerstëtzung fir d'Looptheorie. Si sinn konsequent mat der Rekrutéierung vum éischte Circuit, an deem Hippocampus, Striatum a SN / VTA duerch Neiheet aktivéiert ginn. Wéi och ëmmer, si sinn net konsequent mat der Rekrutéierung vum zweete Circuit, well nei Reizen net besser erënnert goufen. Wéi och ëmmer, et war e transiente Boost an der Erënnerung fir vertraute Reizen am Kontext vun neie Reizen. Zënter aner fMRI Studien suggeréieren datt Belounungsstécker dësen zweete Circuit aktivéieren, wat mat der verstäerkter Kodéierung vun de spéidere Reizen entsprécht, kann et sinn datt nei Reiz selwer net besser erënnert ginn, awer d'Gehir an e receptive Staat setzen fir ze erënneren wat nach wäert kommen (wat kéint e bestännege Roman Reiz sinn oder soss eppes) (Dayan, 2002, Knutson and Adcock, 2005). Esou e Mechanismus kéint héich nëtzlech sinn fir e virauszegesinn, fidderen Déier (Kakade an Dayan, 2002).

D'Resultater werfen och Froen iwwer de Belounungswäert vun neie Biller. Zum Beispill, hunn d'Sujete léiwer Roman Biller op manner Roman, negativ emotional oder Verhalensfuerderunge Biller? D'Etude huet keng positiv emotional Biller agebaut, wat en interessanten zukünftege Verglach mat neie Biller ubitt. Et kéint een viraussoen datt souwuel Roman a positiv Biller den SN / VTA separat aktivéiere kënnen. Alternativ, wann d'Neiheetseffekter duerch de Belounungswäert vun der Neiheet vermëttelt ginn, kann ee viraussoen datt positiv Biller, déi am selwechten Experiment agebonne sinn, d'SN / VTA Aktivéierung vun neie Reizen "klauen".

Am Gesiicht vum weideren technologesche Fortschrëtt bleiwen d'Erausfuerderunge beim Visualiséierung vun der SN / VTA Aktivitéit mat fMRI nach ëmmer. D'SN / VTA si kleng, an obwuel fMRI Fuerscher iwwerzeegend Aktivéierung an dëse Regiounen gemellt hunn (Adcock et al., 2006, Knutson et al., 2005, Wittmann et al., 2005), méi kleng Voxelgréissten a raimlech Glättungskären sinn definitiv an der Rei. Zousätzlech läit de SN / VTA nieft engem Tissue-Interface an direkt iwwer d'pulséierend Arterien vun der Krees vun Willis, déi siichtbar besonnesch dës ventrale Regioune vum Gehir beweegen (Dagli et al., 1999). Besonnesch Moyene fir mat de Pulsatiounen ëmzegoen sinn ënner Entwécklung a kënne Geräischer an dëse Regiounen reduzéieren, inklusiv Herz-gated Sampling während Bildacquisitioun (Guimaraes et al., 1998) oder Postacquisitiounsfilter mam Herzrhythmus (Glover et al., 2000). Endlech, wéi vill anerer bemierkt (Logothetis and Wandell, 2004), Erhéijunge vun fMRI Blutt Sauerstoff-Niveau ofhängeg (BOLD) Signal stellen en interpretativen Dilemma an ob se opkommend Signaler, erausgaang Signaler oder eng Kombinatioun vun deenen zwee reflektéieren. Rezent elektrophysiologesch Studien fänken un ze suggeréieren datt eng verstäerkte BOLD Aktivatioun primär postsynaptesch Verännerungen indexéiert wéinst neuralen Input, wat natierlech d'Fro opstellt, wéi eng aner Regiounen d'VTA informéieren iwwer d'Arrivée vun engem Roman Stimulus.

Exploratioun ass net limitéiert op kierperlech Grenzen an auslännesch Lännereien. De Galileo Galilei an den Isaac Newton kéinte sech wahrscheinlech mat der Opreegung identifizéieren fir fir d'éischte Kéier a fréier onbekannte Welten ze kucken. Andeems Dir ugefaang Verbindungen tëscht Neiheet, Belounung an Erënnerung ze verfolgen, hunn de Bunzeck an den Düzel eis e gudde Start ginn fir d'Motivatioun ze verstoen déi d'Explorer a Wëssenschaftler dréit.