Lure of the Unknown (2006)

ข้อความหลัก

Meriwether Lewis และ William Clark ใช้เวลาหลายปีทำงานที่ Edmund Hillary และ Tenzing Norgay Everest สำหรับมัน Neil Armstrong บินขึ้นไปในอวกาศและ Robert Falcon Scott ได้เสียชีวิตลงเพราะมันเป็นโอกาสที่จะค้นพบบางสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อน ประเพณีการสำรวจมนุษย์ที่ยาวนานเป็นพยานถึงพลังแห่งความแปลกใหม่ นักชีววิทยาวิวัฒนาการได้แย้งว่าเพื่อที่จะเจริญงอกงามสัตว์หาอาหารทุกชนิดจะต้องมีแรงผลักดันในการสำรวจสิ่งแปลกปลอม (Panksepp, 1998) แม้ว่าแรงขับในสมองจะยังคงไม่ชัดเจน ในฉบับนี้ เซลล์ประสาท, สำหรับครั้งแรก, Bunzeck และDüzel (2006) แสดงให้เห็นว่าบริเวณสมองส่วนกลางซึ่งเป็นที่ตั้งของเซลล์โดปามีนตอบสนองต่อนวนิยายมากกว่าการกระตุ้นเร้าใจหรือการกระตุ้นพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องBunzeck และDüzel, 2006).

จากภายนอก, ท้องที่ (VTA) และ substantia nigra (SN) ง่ายที่จะพลาด ตั้งอยู่ลึกเข้าไปในโค้งงอของ ก้านสมองนิวเคลียสเหล่านี้เป็นที่ตั้งของร่างกายของเซลล์โดปามีนส่วนใหญ่ที่ทำให้เกิด striatum และ prefrontal cortex การติดตามทางเดิน การศึกษาระบุว่าในขณะที่โครงการ VTA ไปยังบริเวณหน้าท้องของ striatum และ prefrontal cortex มากขึ้น แต่ SN จะขยายไปยังบริเวณด้านหลังและด้านข้างของ striatum และ prefrontal cortex มากขึ้น แม้ว่านิวเคลียสเหล่านี้จะมีขนาดเล็ก แต่ก็อยู่ในตำแหน่งที่จะมีอิทธิพลอย่างกว้างขวาง จากภายในชีวิตที่ปราศจากเซลล์ประสาทส่วนกลางเหล่านี้อยู่ห่างไกลจากความง่าย ตัวอย่างเช่นทั้งรอยโรคอินทรีย์ (เนื่องจากโรคพาร์คินสัน) และรอยโรคสังเคราะห์ (เนื่องจากยาที่ผลิตขึ้นอย่างไม่เหมาะสม) ของ SN / VTA นำไปสู่ความไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ทั้งทางจิตใจและร่างกาย

ในขณะที่ การศึกษารอยโรค ชี้ให้เห็นว่าทางเดินหลังที่ innervated โดย SN มีบทบาทในการเคลื่อนไหวทางเดินหน้าท้องที่ innervated โดย VTA มีบทบาทที่ไม่เข้าใจในแรงจูงใจ (ฮาเบอร์และฟัดจ์ 1997) ทฤษฎีที่โดดเด่นบางข้อตั้งสมมติฐานว่ากิจกรรมในทางเดินหน้าท้องนี้ทำให้เกิด“ ความตื่นตัว” ต่อสิ่งเร้า (Berridge และ Robinson, 1993) อย่างไรก็ตามนักทฤษฎีได้นิยามความแตกต่างความพยายามเชิงประจักษ์ในการแยกหน้าที่ของนิวเคลียสเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นคำจำกัดความบางอย่างของความนิยมก่อให้เกิดความแปลกใหม่คนอื่น ๆ เรียกความเกี่ยวข้องของพฤติกรรมและบางคนก็เรียกความตื่นตัว

ที่นี่ Bunzeck และDüzelได้กำหนด“ ความโดดเด่น” ในรูปแบบที่แตกต่างกันสี่วิธี ในระหว่างการได้มาซึ่ง fMRI ที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ผู้ตรวจสอบพบว่าภาพใบหน้าหรือฉากกลางแจ้งประกอบไปด้วยคุณสมบัติที่แตกต่างกันของความนูนและวัดการตอบสนอง SN / VTA ต่อสิ่งเร้าต่าง ๆ เหล่านี้ กลุ่มภาพแรกเป็นนวนิยายหรือไม่เคยเห็นมาก่อน รูปภาพกลุ่มที่สองเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมต้องกดปุ่ม รูปภาพกลุ่มที่สามเป็นลบและสันนิษฐานว่าน่าจะปลุกใจ (เช่นการแสดงออกทางลบในกรณีของใบหน้าหรืออุบัติเหตุทางรถยนต์ในกรณีของฉาก) รูปภาพกลุ่มที่สี่มีความแตกต่างกัน แต่ปรากฏมากกว่าหนึ่งครั้ง (เรียกว่า "ลูกบอลคู่กลาง") เมื่อไม่ได้ดูหนึ่งในภาพเหล่านี้ผู้ทดลองจะเห็นภาพที่เป็นกลางซ้ำสำหรับการทดลองสองในสามที่เหลือ รูปภาพปรากฏทุก 3 วินาที

ผู้ตรวจสอบพบว่าในทุกรูปภาพภาพนวนิยายส่วนใหญ่เปิดใช้งาน SN / VTA ที่ทรงพลังที่สุดรวมถึงบางส่วนของ ฮิบโป และ striatum แนะนำว่าการเปิดใช้งาน SN / VTA ตอบสนองต่อความแปลกใหม่มากกว่ารูปแบบอื่น ๆ รูปภาพประเภทอื่นคัดเลือกภูมิภาคอื่น ค่อนข้างน่าประหลาดใจเนื่องจากบทบาทสมมุติของการคาดการณ์โดปามีนในการเคลื่อนไหวรูปภาพที่ต้องการการตอบสนองของมอเตอร์ไม่ได้เปิดใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพในภูมิภาค SN / VTA แทนที่จะทำการสรรหาวงจรมอเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับ นิวเคลียสสีแดง, ฐานดอกและ มอเตอร์เยื่อหุ้มสมอง. รูปภาพเชิงลบไม่ได้เปิดใช้งาน SN / VTA อย่างรุนแรงแทนการเปิดใช้งานภูมิภาค midbrain อื่น ๆ (เช่น locus coeruleus) และ ต่อมทอนซิล. ในที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับภาพซ้ำลูกบอลคี่บอลที่เป็นกลางนั้นเปิดใช้ฮิบโปแคมปัสเช่นเดียวกับภูมิภาคอื่น ๆ

ผู้ตรวจสอบยังตรวจสอบว่าความแปลกใหม่ช่วยเพิ่มความจำ การเปิดใช้งาน Hippocampal นั้นเกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสความทรงจำในการศึกษา fMRI (Brewer et al., 1998, วากเนอร์และคณะ, 1998) และภาพนวนิยายเปิดใช้งานภูมิภาคนี้รวมถึง SN / VTA สิ่งนี้นำไปสู่การอนุมานที่ผู้ทดสอบควรแสดงหน่วยความจำที่เหนือกว่าสำหรับภาพนวนิยาย ในความเป็นจริงพวกเขาไม่ได้ แทนเช่นเดียวกับในการวิจัยอื่น ๆ (Ranganath และ Rainer, 2003) ผู้เรียนจดจำภาพที่คุ้นเคยได้ดีกว่าภาพนวนิยาย อย่างไรก็ตามในการทดลองแยกกันผู้วิจัยพบว่ามีผลกระทบตามบริบทที่น่าสนใจซึ่งภาพที่คุ้นเคยกับภาพนวนิยายได้รับการเพิ่มหน่วยความจำชั่วคราวสามารถตรวจจับได้ 20 นาที แต่ไม่ได้ 1 วันต่อมา การค้นพบนี้สามารถนำไปเปรียบเทียบกับการศึกษาล่าสุดอื่น ๆ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการชี้นำรางวัลเป็นการปิดกั้น SN / VTA และฮิบโปแคมปัสซึ่งช่วยเพิ่มความจำระยะยาวไม่เพียง แต่สำหรับคิว (Wittmann และคณะ, 2005) แต่ยังสำหรับรูปภาพที่ติดตามพวกเขา (Adcock และคณะ, 2006).

การค้นพบเหล่านี้อาจบอกถึงการวิจัยใหม่ที่น่าตื่นเต้นซึ่งพยายามเชื่อมโยงแรงจูงใจและความทรงจำ ทฤษฏีเมื่อเร็ว ๆ นี้ยืนยันว่าวงจรทั้งสองก่อตัวเป็นวงวนซึ่งความแปลกใหม่สามารถส่งเสริมความจำ (Lisman and Grace, 2005) ในวงจรแรกจากน้อยไปมากความแปลกใหม่จะเปิดใช้งานฮิบโปแคมปัสซึ่งจะทำการซิงโครไนซ์กับ SN / VTA ผ่านทางเดินย่อยที่ผ่าน หน้าท้อง. วงจรที่สองจากน้อยไปมากเสร็จสมบูรณ์วนรอบซึ่ง SN / VTA ที่เปิดใช้งาน ปล่อยโดปามีน ในฮิบโปส่งเสริมการท่องจำของการกระตุ้นใหม่ การค้นพบในปัจจุบันให้การสนับสนุนบางส่วนสำหรับทฤษฎีลูป พวกมันสอดคล้องกับการสรรหาวงจรแรกซึ่งฮิบโปแคมปัส, striatum และ SN / VTA ถูกกระตุ้นโดยความแปลกใหม่ อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่สอดคล้องกับการสรรหาของวงจรที่สองเนื่องจากสิ่งเร้านวนิยายไม่ได้จำได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตามมีการเพิ่มหน่วยความจำชั่วคราวสำหรับสิ่งเร้าที่คุ้นเคยในบริบทของสิ่งเร้าใหม่ เนื่องจากการศึกษา fMRI อื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าการให้รางวัลตัวชี้นำเปิดใช้งานวงจรที่สองนี้ซึ่งสอดคล้องกับการเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้นของสิ่งเร้าที่ตามมาอาจเป็นได้ว่าตัวกระตุ้นแบบใหม่นั้นจำไม่ได้ดีกว่า แต่ทำให้สมองอยู่ในสภาวะเปิดกว้างสำหรับการจดจำสิ่งที่ยังไม่เกิดขึ้น อาจเป็นสิ่งกระตุ้นนวนิยายที่ไม่หยุดยั้งหรืออย่างอื่น) (ดายัน, 2002, Knutson และ Adcock, 2005) กลไกดังกล่าวอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์อย่างมากต่อการทำนายการหาอาหารของสัตว์ (Kakade และ Dayan, 2002).

การค้นพบนี้ยังทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับคุณค่าของภาพนวนิยาย ยกตัวอย่างเช่นวิชาเลือกให้ภาพนวนิยายเป็นนวนิยายที่น้อยกว่าอารมณ์เชิงลบหรือภาพที่มีพฤติกรรมต้องการหรือไม่? การศึกษาไม่ได้รวมภาพอารมณ์เชิงบวกซึ่งอาจให้การเปรียบเทียบในอนาคตที่น่าสนใจกับภาพนวนิยาย หนึ่งสามารถทำนายได้ว่าทั้งนวนิยายและภาพบวกอาจเปิดใช้งาน SN / VTA แยกกัน อีกทางหนึ่งหากเอฟเฟกต์ความแปลกใหม่มีการไกล่เกลี่ยโดยมูลค่ารางวัลของความแปลกใหม่ใคร ๆ ก็สามารถทำนายได้ว่ารูปภาพเชิงบวกที่ฝังอยู่ในการทดลองเดียวกันอาจ“ ขโมย” การกระตุ้น SN / VTA จากสิ่งเร้าแปลกใหม่

เมื่อเผชิญกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องความท้าทายในการแสดงภาพกิจกรรม SN / VTA ด้วย fMRI ยังคงอยู่ SN / VTA มีขนาดเล็กและแม้ว่านักวิจัย fMRI จะรายงานการเปิดใช้งานในภูมิภาคเหล่านี้อย่างน่าเชื่อถือ (Adcock และคณะ, 2006, Knutson และคณะ, 2005, Wittmann และคณะ, 2005) ขนาดของ Voxel ที่เล็กลงและเมล็ดที่ทำให้ผิวเรียบเป็นที่แน่นอน นอกจากนี้ SN / VTA ยังอยู่ติดกับส่วนต่อประสานเนื้อเยื่อและอยู่เหนือหลอดเลือดแดงเร้าใจของ วงกลมของ Willisซึ่งเคลื่อนไหวอย่างชัดเจนโดยเฉพาะบริเวณหน้าท้องของสมอง (ดากลี et al., 1999) วิธีการพิเศษในการจัดการกับการเต้นของชีพจรอยู่ระหว่างการพัฒนาและอาจลดเสียงรบกวนในภูมิภาคเหล่านี้รวมถึงการสุ่มตัวอย่างด้วยการเต้นของหัวใจระหว่างการรับภาพกิมาไรส์ และคณะ 1998) หรือ postacquisition filter ด้วยจังหวะการเต้นของหัวใจ (โกลเวอร์ และคณะ, 2000) ในที่สุดตามที่ระบุไว้โดยคนอื่น ๆ อีกมากมาย (Logothetis และ Wandell, 2004) เพิ่มขึ้นใน fMRI ขึ้นอยู่กับระดับออกซิเจนในเลือด สัญญาณ (BOLD) ก่อให้เกิดภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกในความหมายว่าพวกเขาสะท้อนสัญญาณที่เข้ามาสัญญาณขาออกหรือการรวมกันของทั้งสอง การศึกษา electrophysiological เมื่อเร็ว ๆ นี้เริ่มที่จะแนะนำว่าการกระตุ้น BOLD ที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่เป็นการเปลี่ยนแปลง postynaptic เนื่องจากการป้อนข้อมูลทางประสาทซึ่งทำให้เกิดคำถามที่ภูมิภาคอื่น ๆ แจ้ง VTA เกี่ยวกับการมาถึงของการกระตุ้นใหม่

การสำรวจไม่ได้ จำกัด อยู่ที่ชายแดนทางกายภาพและดินแดนต่างประเทศ กาลิเลโอกาลิลีและไอแซกนิวตันน่าจะสามารถระบุด้วยความตื่นเต้นของการเพ่งมองเป็นครั้งแรกในโลกที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ ด้วยการเริ่มต้นค้นหาร่องรอยการเชื่อมโยงระหว่างความแปลกใหม่รางวัลและความทรงจำ Bunzeck และDüzelได้ให้เราเริ่มต้นที่ดีในการทำความเข้าใจแรงจูงใจที่ผลักดันนักสำรวจและนักวิทยาศาสตร์