En uiteindelijk kunnen ze mogelijk ingrijpen.
- Ed Yong
- 23-2016-XNUMX
Aan de Stanford University staat een rat voor een keuze. Als het op één hendel drukt, krijgt het een vaste hoeveelheid suikervloeistof. Als het op een tweede hendel drukt, wordt het meestal minder, maar krijgt het af en toe een zoete bonanza. Deze keuze tussen een veilige gok en een riskante gok is een van de meest terugkerende en belangrijkste. Het beïnvloedt of een dier een maaltijd krijgt of een tiener dronken klimt achter een wiel, of een ondernemer het geld ophaalt of een mondiale financiële systeem stort in. En als de Stanford-ratten een indicator zijn, is het een keuze waarvan de uitkomst kan worden voorspeld en beheerst.
Door de hersenen van deze knaagdieren te bestuderen, Kelly Zalocusky van Stanford University heeft identificeerde een specifieke groep neuronen die betrokken zijn bij risicovolle besluitvorming. Hun activiteit onthult of een rat op het punt staat een veilige keuze te maken of een punt te nemen op een grotere uitbetaling. En door deze neuronen op het juiste moment tot zwijgen te brengen, kon het team van Zalocusky, geleid door Karl Deisseroth, de risicovolle knaagdieren onmiddellijk (en tijdelijk) veranderen in risicomijders.
Als hetzelfde op mensen van toepassing is, kan de studie implicaties hebben voor de behandeling van verslavende aandoeningen. Maar misschien nog belangrijker is dat het iets onthult over hoe we beslissingen nemen en waar onze risicostatus vandaan komt. Het gaat niet om wat we winnen, maar om hoe we omgaan met verliezen.
Veel dieren, inclusief mensen, bonobo's, bijen en zangvogels, zijn vaak risicomijdend. Maar er zijn altijd mensen die gokken, die risico nemen, die consequent onzekere grote beloningen nastreven over bepaalde kleine. De ratten van Zalocusky waren geen uitzondering. Tijdens de meeste testdagen verkoos de meesten risico's te vermijden, terwijl een minderheid er de voorkeur aan gaf ze na te streven.
Let op "voorkeur." Elke individuele rat varieerde in zijn gedrag, en deed dat op een opmerkelijk menselijke manier. De knaagdieren maakten meer kans om een riskante keuze te maken als een eerdere gok loonde, en minder waarschijnlijk om dit te doen als ze een verlies leden - dezelfde win-stay-lose-switch-strategie die we zelf gebruiken. De ratten reageerden zelfs op dezelfde manier op menselijke medicijnen. Pramipexol, een geneesmiddel dat wordt gebruikt om Parkinson te behandelen, kan soms dwangmatig gokken, winkelen of eten veroorzaken; Zalocusky ontdekte dat het haar dieren naar vergelijkbaar risicogevoelig gedrag dreef.
Maar waarom? Wat gebeurt er in de hoofden van deze knaagdieren terwijl ze hun keuzes maken?
"We zijn nu zoveel dichter bij het oplossen van de meest fascinerende vragen: hoe gebruiken de hersenen patronen van neurale activiteit om beslissingen te nemen?"
Neem een brein, draai het ondersteboven en prik zijn middelpunt: dat is het ventrale tegmental gebied (VTA) en bevat neuronen die produceren dopamine, een chemische stof die betrokken is bij gevoelens van beloning en plezier. Deze dopamine-producerende cellen strekken zich uit tot in een dieper gelegen gebied, de nucleus accumbens (NAc), waarvan de neuronen dockingstations dragen waarmee ze op dopamine kunnen reageren. Deze stations worden receptoren genoemd en ze zijn er in verschillende soorten - D1, D2, D3, enzovoort.
Deze dopaminecircuits zijn sterk betrokken bij onze houding tegenover risico's en de manier waarop we omgaan met winst en verlies. Wanneer ons onverwacht iets onverwachts overkomt, wordt gedacht dat neuronen in de VTA meer dopamine afgeven, die wordt waargenomen door neuronen in het NAc die de D2-receptor dragen. De receptoren reageren door uit te schakelen. Omgekeerd, als we teleurgesteld zijn, stopt de VTA met het maken van dopamine voor een hete seconde; deze onderbreking bevrijdt de neuronen van het NAc, waardoor ze kunnen vuren.
Dus de D2-dragende neuronen van het NAc zouden mogelijk als verliesdetectoren kunnen fungeren. Ze reageren als iets niet aan onze verwachtingen voldoet.
Dit idee past bij veel eerder werk, maar het is moeilijk om het direct te testen, omdat het NAc een mengelmoes is van vele neuronen, waarvan slechts enkele D2 dragen. Het team loste dat probleem op een slimme techniek ontwikkelen dat de D2-dragende cellen van labels voorziet - en Slechts die cellen - met een indicator molecuul. Wanneer de neuronen vuren, gloeit de indicator groen.
"Mensen praten vaak over delen van de hersenen die oplichten als ze actief zijn, maar met [onze techniek], dat is letterlijk waar", zegt Zalocusky. Door deze kleine groene starbursts met een optische vezel te bekijken, kon ze de D2-neuronen in haar ratten controleren, terwijl ze in realtime beslissingen namen.
Ze zag dat deze neuronen weerspiegelen zowel de eerdere beslissingen van een rat, als die van de toekomst. Ze schieten sterker af als het dier een verlies heeft ervaren na de vorige keuze, en ook als het op het punt stond een veilig te maken. En ze vuurden vooral sterk als de dieren van nature meer risicoavers waren. Op basis van hun activiteit kon Zalocusky voorspellen op welke manier ratten geneigd zijn te leunen in hun beslissingen en op welke manier ze leunen iets specifiek besluit. "Terwijl ze beslissen, kunnen we naar die ene populatie van neuronen kijken en met een redelijke mate van zekerheid zeggen hoe riskant ze zouden worden," zegt ze.
Ze zou ook hun beslissingen kunnen beïnvloeden. Als ze de D2-neuronen stimuleerde, net zoals de ratten tussen de hendels kozen, werden de risicovolle neuronen plotseling risicomijdend. Daarentegen werden de risicomijdende dieren niet beïnvloed.
"We zijn nu zoveel dichter bij het oplossen van de meest fascinerende vragen: hoe gebruiken de hersenen patronen van neurale activiteit om beslissingen te nemen?" Zegt Catharine Winstanley van de Universiteit van British Columbia. De D2-neuronen in het NAc zijn duidelijk belangrijk, maar de techniek van het team is "de echte doorbraak" - wetenschappers kunnen het gebruiken om andere groepen neuronen te bestuderen en uitzoeken hoe de hersenen al deze informatie integreren wanneer we keuzes maken. "Dergelijke informatie is revolutionair voor de neurowetenschappen, maar zal ons ook helpen te begrijpen wat er mis is gegaan in aandoeningen van maladaptieve besluitvorming, zoals gokken en drugsgebruik," voegt Winstanley eraan toe.
Het vertelt dat pramipexol, het medicijn van Parkinson, soms compulsief gokken of verslavend gedrag veroorzaakt - het werkt door D2-receptoren te stimuleren, wat suggereert dat de rattenexperimenten van Zalocusky ook op mensen van toepassing zijn. En als dat het geval is, medicijnen dat opheffen de D2-receptoren kunnen nuttig zijn bij het behandelen van verslavende aandoeningen.
De studie zou ook in de eerste plaats kunnen weergeven hoe we over dergelijke aandoeningen denken. "Je zou kunnen denken dat mensen die echt gokken echt interessant zijn om te winnen, en dat ze daarom in deze gedragspatronen stappen", zegt Zalocusky. "Maar in plaats daarvan is het meer dat ze niet zo gemotiveerd zijn door kwijt te raken als het gemiddelde individu.
Dit past in een al lang bestaand concept van de geroepen economie verliesaversie, wat suggereert dat verliezen groter lijken dan winst in onze geest. "Het is gemakkelijker om verslaafd te raken als je vindt dat je niets te verliezen hebt. Dus, als we therapie met gokkers gebruiken, moeten we misschien niet proberen ze uit grote winst te halen, maar versterken hoe belangrijk het is om dingen niet te verliezen, "zegt Zalocusky. "En misschien, als we wetten schrijven die het risico van grote banken wegnemen, als we mensen in financiën vertellen dat ze te groot zijn om te falen, versterken we alleen risicovol gedrag. Misschien is dat slecht beleid. "
;
