Приманка невідомого (2006)

Основний текст

Мервітер Льюїс та Вільям Кларк провели роки роботи над цим, Едмунд Хілларі та Тензінг Норгай піднялися на гору. Еверест для нього, Ніл Армстронг полетів у космос для цього, і Роберт Сокіл Скотт загинув за це - шанс відкрити щось ніколи не бачене. Багаторічна традиція дослідження людини свідчить про мотивуючу силу новизни. Еволюційні біологи стверджували, що для того, щоб процвітати, всі види кормів повинні мати привід для дослідження невідомого (Panksepp, 1998). Як проявляється такий привід у мозку, однак, залишається незрозумілим. У цьому випуску о Нейрон, вперше, Бунцек і Дюзель (2006) показують, що регіони середнього мозку, які, ймовірно, містять дофамінові нейрони, переважно реагують на нові, а не на рідкісні, збуджуючі або поведінкові стимули (Бунцек і Дюзель, 2006).

Ззовні вентральна тегментальна область (VTA) та substantia nigra (SN) легко пропустити. Розташований глибоко в вигині мозковий стовбур, в цих ядрах розміщуються тіла більшості нейронів дофаміну, які іннервують стриатум і префронтальну кору. Трасування тракту Дослідження показують, що, хоча VTA проектує на більшу частину вентральних областей смугастого та передньо-лобового відділів кори, СН проектується на більш дорсальні та латеральні ділянки смугастого та передньо-лобового відділів кори. Ці ядра, хоча і невеликі, здатні чинити широкий вплив. Дійсно, зсередини життя без цих нейронів середнього мозку є далеко не простим. Наприклад, як органічні ураження (внаслідок хвороби Паркінсона), так і синтетичні (внаслідок неправильно виготовлених ліків) СН / ВТА призводять до психічної та фізичної нерухомості.

У той час як дослідження ураження припускають, що спинні шляхи, іннервіровані SN, відіграють певну роль у русі, а вентральні шляхи, іннервіровані VTA, відіграють менш зрозумілу роль у мотивації (Хабер і Фадж, 1997). Деякі видатні теорії гіпотезують, що активність цього вентрального шляху надає «виразність» подразникам (Berridge і Robinson, 1993). Однак теоретики визначили схожість по-різному, що бентежить емпіричні спроби виділити функцію цих ядер. Наприклад, одні визначення виразності викликають новизну, інші посилаються на поведінкову релевантність, а треті викликають збудження.

Тут Бунзек і Дюзель оперативно визначають "пильність" чотирма різними способами. Під час придбання фМР, пов'язаної з подіями, дослідники демонстрували випробовуваним знімки облич або сцени на відкритому повітрі, що втілюють різні ознаки виразності, а потім вимірювали відповідь SN / VTA на ці різні подразники. Перша група малюнків була романною, або ніколи раніше не зустрічалася. Друга група фотографій була релевантно поведінковою, вимагаючи натискання кнопки. Третя група фотографій була негативною і, таким чином, вважала, що викликає збудження (тобто, негативний вираз у випадку з обличчями, або автомобільна аварія у випадку сцен). Четверта група фотографій була виразною, але з'являлася не раз (називалася "нейтральні кульки"). Не переглядаючи жодної з цих картин, суб'єкти побачили повторну нейтральну картину для решти двох третин випробувань. Картинки з’являлися приблизно кожні 3 с.

Слідчі встановили, що серед усіх знімків, нові фотографії найпотужніше активували SN / VTA, а також частини гіпокамп і стриатум, що дозволяє припустити, що активація SN / VTA відповідає новині, а не іншим типом виразності. Інші види малюнків набирали інші регіони. Дещо дивно, враховуючи передбачувану роль проекцій дофаміну в русі, зображення, що вимагають рухової реакції, не сильно активували області SN / VTA, натомість набирали ланцюг двигуна за участю червоне ядро, таламус та моторна кора. Негативні зображення також не активізували SN / VTA, натомість активізували інші області середнього мозку (тобто локус локусу) та мигдалина. Нарешті, порівняно з повторюваною картиною, нейтральний відбійник активував гіпокамп, а також інші регіони, як передній череп.

Слідчі також перевірили, чи покращує пам'ять новизна. Активізація гіпокампа була пов'язана з кодуванням пам'яті в дослідженнях фМР (Brewer et al., 1998, Вагнер та ін., 1998), і нові зображення активували цей регіон, а також SN / VTA. Це призводить до висновку, що суб'єкти повинні показувати чудову пам'ять для нових картин. Насправді цього не зробили. Натомість, як і в інших дослідженнях (Ранганат і Райнер, 2003), суб'єкти запам'ятовували знайомі картини краще, ніж романі. Однак в окремому експерименті дослідники виявили цікавий контекстуальний ефект, коли знайомі малюнки, переплетені з новими малюнками, мали тимчасовий приріст пам’яті, який можна виявити через 20 хв, але не через 1 день пізніше. Цей висновок можна порівняти з результатами інших останніх досліджень, які показують, що нагородні сигнали коактивують SN / VTA та гіпокамп, що покращує довгострокову пам’ять не лише для київ (Wittmann et al., 2005), а також для фотографій, які слідують за ними (Adcock et al., 2006).

Разом ці висновки потенційно спонукають до нового захоплюючого дослідження, яке намагається пов'язати мотивацію та пам'ять. Недавня теорія постулює, що два схеми утворюють цикл, завдяки якому новизна може сприяти пам’яті (Лісман і Грейс, 2005). У першій низхідній схемі новизна активує гіпокамп, який синапсує на SN / VTA по підкіркових шляхах, які проходять через вентральний стриатум. Другий висхідний контур завершує цикл, в якому активована SN / VTA вивільняє дофамін в гіпокампі, сприяючи запам'ятовуванню нового стимулу. Нинішні висновки забезпечують часткову підтримку теорії циклу. Вони узгоджуються з набором першого контуру, в якому новинка активується гіпокампу, стриатуму та SN / VTA. Однак вони не узгоджуються з набором другого кола, оскільки нові стимули не краще запам'ятовуються. Однак, в пам'яті було минуще прискорення знайомих подразників у контексті нових стимулів. Оскільки інші дослідження fMRI дозволяють припустити, що київські нагороди активують цей другий ланцюг, що відповідає посиленому кодуванню подальших подразників, можливо, нові стимули самі по собі не краще запам'ятовуються, але ставлять мозок у сприйнятливий стан для запам'ятовування того, що ще належить (що ще належить) може бути постійним стимулом для нової реклами чи чимось іншим) (Даян, 2002, Кнутсон і Адкок, 2005). Такий механізм може виявитись дуже корисним для передбачувальної, копальної тварини (Какаде і Даян, 2002).

Отримані результати також ставлять питання про цінність нагородження нових картин. Наприклад, чи віддавали перевагу сюжети романних зображень менш новим, негативним емоційним чи поведінковим вимогам? Дослідження не включало позитивні емоційні картини, які могли б забезпечити цікаве майбутнє порівняння з новими картинами. Можна було б передбачити, що і нові, і позитивні фотографії можуть окремо активувати SN / VTA. Крім того, якщо ефекти новизни опосередковуються цінністю нагороди новизни, можна передбачити, що позитивні картини, вбудовані в той же експеримент, можуть «вкрасти» активацію SN / VTA від нових стимулів.

В умовах постійного технологічного прогресу все ще залишаються проблеми у візуалізації діяльності SN / VTA за допомогою fMRI. SN / VTA невеликі, і хоча дослідники fMRI переконливо повідомили про активацію в цих регіонах (Adcock et al., 2006, Knutson et al., 2005, Wittmann et al., 2005), менші розміри вокселів та просторові вирівнювання ядер, безумовно, в порядку. Крім того, SN / VTA лежать поруч з тканинним інтерфейсом і безпосередньо над пульсуючими артеріями коло Вілліса, які помітно переміщують особливо ці вентральні ділянки мозку (Даглі та ін., 1999). Спеціальні засоби боротьби з пульсаціями розробляються і можуть зменшити шум у цих регіонах, включаючи відбір зразків серця під час отримання зображення (Гімараеш та ін., 1998) або фільтрацію після придбання з серцевим ритмом (Гловер та ін., 2000). Нарешті, як зазначають багато інших (Логотетіс і Венделл, 2004), збільшується fMRI рівень кисню в крові залежить (BOLD) сигнал ставить інтерпретаційну дилему, чи відображають вони вхідні сигнали, вихідні сигнали чи якусь комбінацію двох. Останні електрофізіологічні дослідження починають припускати, що посилена активація BOLD в першу чергу індексує постсинаптичні зміни за рахунок нейронного введення, що, природно, ставить питання про те, які інші регіони інформують VTA про прихід нового стимулу.

Розвідка не обмежується фізичними кордонами та чужими землями. Галілео Галілей та Ісаак Ньютон, швидше за все, могли б ототожнюватися із хвилюванням заглянути вперше у невідомі раніше світи. Почавши простежувати зв’язки між новизною, нагородою та пам’яттю, Бунзек та Дюзель дали хороший старт до розуміння мотивації, яка спонукає дослідників та науковців.