Och så småningom skulle de kunna ingripa.
- Ed Yong
- Mar 23, 2016
Vid Stanford University står en råtta inför ett val. Om den trycker på en spak får den en fast mängd sockervätska. Om den trycker på en andra spak blir den vanligtvis mindre men ibland vinner en söt bonanza. Detta val mellan en säker satsning och ett riskabelt spel är en av livets mest återkommande och viktigaste. Det påverkar om ett djur får en måltid eller en tonåringen klättrar berusat bakom ett hjul, oavsett om en företagare krattar kontant eller globala finansiella systemet kollapsar. Och om Stanford-råttorna är någon indikator är det ett val vars resultat kan förutsägas och kontrolleras.
Genom att studera hjärnorna hos dessa gnagare, Kelly Zalocusky från Stanford University har identifierade en specifik grupp av neuroner som är involverade i riskabelt beslutsfattande. Deras aktivitet avslöjar om en råtta håller på att göra ett säkert val eller ta en poäng på en större vinst. Och genom att tystna dessa neuroner vid rätt tidpunkt kunde Zalocuskys team, ledat av Karl Deisseroth, omedelbart (och tillfälligt) omvandla gällande gnagare till riskundvikande.
Om samma gäller människor, kan studien få konsekvenser för att behandla beroendeframkallande störningar. Men kanske viktigare, det avslöjar något om hur vi fattar beslut och var våra attityder till risk kommer från. Det handlar inte om vad vi vinner på att vinna, utan om hur vi hanterar att förlora.
Många djur, inklusive människor, bonobos, bin och sångfåglar, tenderar att vara riskaverse. Men det finns alltid individer som spelar, som tar chanser, som konsekvent strävar efter osäkra stora belöningar över vissa små. Zalocusky's råttor var inget undantag. Under många dagars testning föredrog de flesta att undvika risker medan en minoritet föredrog att förfölja dem.
Notera "föredraget." Varje individuell råtta varierade i sitt beteende och gjorde det på ett anmärkningsvärt mänskligt sätt. Gnagarna var mer benägna att göra ett riskabelt val om ett tidigare spel skulle betala sig, och mindre benägna att göra det om de led en förlust - samma strategi för win-stay-lose-switch som vi själva använder. Råttorna reagerade till och med på mänskliga mediciner på samma sätt. Pramipexole, ett läkemedel som används för att behandla Parkinsons, kan ibland utlösa tvångsmässigt spel, shopping eller äta; Zalocusky fann att det drev hennes djur mot liknande risksökande beteende.
Men varför? Vad händer i huvuden på dessa gnagare när de gör sina val?
"Vi är nu så mycket närmare att lösa det mest fascinerande av frågor: Hur använder hjärnan mönster av nervaktivitet för att fatta beslut?"
Ta en hjärna, vänd den upp och ner och stött i centrum: det är det ventral tegmental area (VTA) och den innehåller neuroner som producerar dopamin, en kemikalie involverad i känslor av belöning och nöje. Dessa dopaminframställande celler sträcker sig in i ett djupare område som kallas kärnan accumbens (NAc), vars neuroner bär dockningsstationer som gör att de kan svara på dopamin. Dessa stationer kallas receptorer och de finns i flera typer - D1, D2, D3 och så vidare.
Dessa dopaminkretsar har varit starkt inblandade i våra inställningar till risker och hur vi hanterar vinster och förluster. När något oväntat positivt händer oss, är det tänkt att nervceller i VTA släpper mer dopamin, vilket avkänns av neuroner i NAc som bär D2-receptorn. Receptorerna reagerar genom att stänga av. Omvänt, när vi är besvikna, slutar VTA att göra dopamin en varm sekund; denna hiatus frigör NAc: s nervceller och tillåter dem att skjuta.
Så de D2-bärande neuronerna från NAc kan potentiellt fungera som förlustdetektorer. De reagerar när något faller under våra förväntningar.
Den här idén passar med mycket tidigare arbete, men det har varit svårt att testa direkt eftersom NAc-enheten är ett stort antal av flera nervceller, varav bara vissa har D2. Teamet löste problemet genom utveckla en smart teknik som taggar de D2-bärande cellerna - och endast dessa celler - med en indikatormolekyl. När nervcellerna avfyrar lyser indikatorn grönt.
"Folk pratar ofta om delar av hjärnan som tänds när de är aktiva men med [vår teknik], det är bokstavligen sant," säger Zalocusky. Genom att titta på dessa små gröna starbursts med en optisk fiber, kunde hon övervaka D2 neuroner i hennes råttor, medan de fattade beslut i realtid.
Hon såg att dessa nervceller återspeglar både råttans tidigare beslut och dess framtida beslut. De avfyrar starkare om djuret upplevde en förlust efter sitt tidigare val, och även om det var på väg att göra ett säkert. Och de avfyrade särskilt starkt om djuren naturligtvis var mer riskaverse. Baserat på deras aktivitet kunde Zalocusky förutsäga vilket sätt råttor tenderar att luta sig i sina beslut och på vilket sätt de lutar sig in någon speciell beslut. "Medan de beslutar, kan vi titta på den ena populationen av nervceller och säga med en viss grad av säkerhet hur riskabla de skulle bli," säger hon.
Hon kunde också svänga deras beslut. Om hon stimulerade D2-nervceller precis som råttorna valde mellan spakarna, blev de risksökande plötsligt riskaverse. Däremot påverkades inte de riskaversamma djuren.
"Vi är nu så mycket närmare att lösa det mest fascinerande av frågor: Hur använder hjärnan mönster av nervaktivitet för att fatta beslut?" Säger Catharine Winstanley från University of British Columbia. D2-nervcellerna i NAc är helt klart viktiga, men teamets teknik är ”det verkliga genombrottet” - vetenskaper kan använda den för att studera andra grupper av nervceller och ta reda på hur hjärnan integrerar all denna information när vi gör val. "Sådan information är revolutionerande för neurovetenskapen, men kommer också att hjälpa oss att förstå vad som har gått fel vid störningar i felaktigt beslutsfattande, till exempel spelande och missbruk av ämnen," tillägger Winstanley.
Det berättar att pramipexol, Parkinsons läkemedel, ibland orsakar tvångsmässigt spel eller beroendeframkallande beteenden - det fungerar genom att stimulera D2-receptorer, vilket antyder att Zalocuskys råttaexperiment också kommer att gälla för människor. Och om så är fallet, droger det neutralisera D2-receptorerna kan vara användbara vid behandling av beroendeframkallande störningar.
Studien kan också förnya hur vi tänker på sådana störningar i första hand. "Du kanske tror att människor verkligen spelar intressanta att vinna, och det är därför de kommer in i dessa beteendemönster," säger Zalocusky. ”Men istället är det mer att de inte är lika motiverade av förlora som den genomsnittliga individen.
Detta passar med ett långvarigt koncept från ekonomi som kallas förlustaversion, vilket antyder att förluster vetter större än vinster i våra sinnen. ”Det är lättare att hamna i missbruksmönster om du känner att du inte har något att förlora. Så om vi använder terapi med spelare, kanske vi inte bör försöka prata dem ut ur att söka stora vinster men förstärka hur viktigt det är att inte tappa saker, säger Zalocusky. ”Och kanske, när vi skriver lagar som tar bort risken från stora banker, när vi berättar för ekonomin att de är för stora för att misslyckas, förstärker vi bara högriskbeteenden. Det är kanske dålig politik. ”
;
