Это исследование предлагает ключевые идеи о том, как формируется и совершенствуется деятельность мозга, когда животные учатся повторять поведение, вызывающее чувство удовольствия. Полученные данные также указывают на новые стратегии лечения расстройств, характеризующихся аномальным повторяющимся поведением, таких как зависимость и обсессивно-компульсивное расстройство или ОКР.Исследование, проведенное учеными из Института Цукермана Колумбийского университета, Центра неизвестного Шампалимо и Калифорнийского университета в Беркли, было опубликовано сегодня в журнале Science.
«Ни для кого не секрет, что мы получаем удовольствие от того, что нам нравится, например, играя в нашу любимую видеоигру», — сказал Руи Коста, DVM, доктор философии, старший автор статьи, заместитель директора и генеральный директор Института Цукермана в Колумбии. «Сегодняшние результаты показывают, что мозг узнает, какие модели активности приводят к приятным ощущениям, и перестраивается, чтобы более эффективно воспроизводить эти модели».«Это открытие может помочь объяснить, как мы учимся путем повторения, а также может дать информацию для исследований таких расстройств, как зависимость и ОКР, в которых цикл обратной связи, связывающий действие с вознаграждением, выходит из строя», — добавил он.
Обычно, когда вы делаете что-то приятное, нейроны, тип клетки мозга, вырабатывают химическое вещество, называемое дофамином. Это освобождение вызывает это приятное ощущение, пробуждая желание повторять действие снова и снова. Ярким примером этого являются видеоигры."Когда вы перемещаете игровой контроллер точно так, чтобы заработать этот высокий балл, ваш мозг запоминает, как он выполнял это действие — какие нейроны включаются и в каком порядке — так что ваш мозг может воссоздать то же движение при следующем время, когда вы играете, — сказал доктор Коста, который также является профессором нейробиологии и неврологии в Медицинском центре Ирвинга Колумбийского университета. «После неоднократных попыток ваш мозг лучше воспроизводит этот паттерн нейронной активности, и вы становитесь лучше в игре».
Перед командой этот факт затем напрашивался вопрос: можно ли обучить мозг выучить правильный паттерн нейронной активности, обычно участвующей в переживании чего-то приятного, а затем воспроизвести этот паттерн по желанию, чтобы вызвать выброс дофамина?В серии экспериментов на мышах исследователи разработали компьютерную программу, которая связала нейронную активность в мозгу животных с музыкальными нотами, так что при включении одной группы нейронов воспроизводилась соответствующая музыкальная нота. Различные паттерны нейронной активности давали разные комбинации нот. И когда паттерны нейронной активности запускали правильную аранжировку музыкальных нот (произвольно определяемую компьютером), ученые вручную высвобождали дофамин в мозг животных.
Мыши быстро узнали, какая музыкальная аранжировка при воспроизведении вызывает выброс дофамина и ощущение хорошего самочувствия. Затем их мозг начал настраивать себя, чтобы играть эту песню чаще, тем самым вызывая эффект дофамина.«По сути, мыши научились повторять тот же паттерн мозговой активности, который ранее был вызван прослушиванием этих музыкальных нот», — сказал Вивек Атали, докторант из Шампалимо и соавтор статьи.Исследователи отметили, что эти результаты являются ярким примером закона Торндайка — давнего принципа психологии, согласно которому действия, приводящие к положительному подкреплению, повторяются чаще.
Однако эти результаты, вероятно, представляют собой первый случай, когда этот принцип был непосредственно обнаружен в мозге.«В некотором смысле эти результаты вполне ожидаемы», — сказал д-р Коста. «Имеет смысл, что мозг имитирует чувство награды, которое он получает от приятного опыта, создавая соответствующий паттерн нейронной активности.
Но это никогда не было проверено».Это исследование также имеет важные последствия для зависимости и ОКР.
«Если паттерны нейронной активности мозга перегружены, как это часто бывает у людей с зависимостью или ОКР, можем ли мы создать компьютерную программу, которая поможет переобучить их мозг и снизить эту активность?» — спросил доктор Коста. «Это то, что мы активно изучаем».