Τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται ότι πρέπει να εγκαταλείψει μια παλιά στρατηγική και να δοκιμάσει κάτι νέο φωτίζει νέα μελέτη νευροεπιστημόνων του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST).
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, εντοπίζει έναν κρίσιμο μηχανισμό που βοηθά τα ζώα να προσαρμόζονται όταν οι συνθήκες αλλάζουν ξαφνικά. Η ικανότητα αυτή, γνωστή ως συμπεριφορική ευελιξία, είναι απαραίτητη στον άνθρωπο σε πολλές καταστάσεις: από μια συνέντευξη για δουλειά και μια πρώτη γνωριμία έως την αντίδραση σε μια απρόβλεπτη πρόκληση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η γρήγορη προσαρμογή μπορεί να είναι ακόμη και ζήτημα επιβίωσης.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Jeff Wickens, επικεφαλής της Μονάδας Νευροβιολογίας του OIST και συν-συγγραφέα της μελέτης, οι εγκεφαλικοί μηχανισμοί πίσω από την αλλαγή συμπεριφοράς παρέμεναν ασαφείς, επειδή η διαδικασία είναι νευρολογικά σύνθετη και απαιτεί συνεργασία πολλών περιοχών του εγκεφάλου, αναφέρει το Science Daily. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι σημαντικό ρόλο παίζουν οι χολινεργικοί ενδονευρώνες, κύτταρα που απελευθερώνουν τον νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη.
Αντίδραση στην απρόσμενη απογοήτευση
Για να εξετάσουν τον μηχανισμό, οι ερευνητές εκπαίδευσαν ποντίκια να κινούνται σε έναν εικονικό λαβύρινθο. Τα ζώα έμαθαν ποια διαδρομή οδηγούσε σε ανταμοιβή και ανέπτυξαν σταδιακά μια σταθερή στρατηγική. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες άλλαξαν τους κανόνες: η διαδρομή που μέχρι τότε οδηγούσε στην ανταμοιβή έπαψε να λειτουργεί.
Χρησιμοποιώντας μικροσκοπία δύο φωτονίων, οι ερευνητές παρακολούθησαν σε πραγματικό χρόνο την εγκεφαλική δραστηριότητα των ζώων όταν αυτά βρέθηκαν μπροστά στην απρόσμενη απογοήτευση. Όπως εξήγησε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, Δρ. Gideon Sarpong, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στην απελευθέρωση ακετυλοχολίνης σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου. Συμπεριφορικά, περισσότερα ποντίκια εμφάνισαν τη λεγόμενη συμπεριφορά «lose-shift», δηλαδή άλλαξαν επιλογή μετά την αποτυχία να λάβουν ανταμοιβή.
Όσο μεγαλύτερη ήταν η αύξηση της ακετυλοχολίνης, τόσο πιθανότερο ήταν τα ποντίκια να αλλάξουν τις μελλοντικές επιλογές τους. Όταν οι ερευνητές μείωσαν την ικανότητα των ζώων να παράγουν τον νευροδιαβιβαστή, τα ποντίκια έγιναν σαφώς λιγότερο πρόθυμα να προσαρμόσουν τη συμπεριφορά τους.
Ενδιαφέρον είχε ότι δεν αντέδρασαν όλες οι ομάδες χολινεργικών ενδονευρώνων με τον ίδιο τρόπο. Οι περισσότερες αύξησαν την απελευθέρωση ακετυλοχολίνης, όμως μικρές ομάδες κυττάρων έδειξαν μικρή μεταβολή ή ακόμη και μείωση δραστηριότητας. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτό ίσως βοηθά τον εγκέφαλο να διατηρεί πληροφορίες για στρατηγικές που είχαν αποδειχθεί επιτυχημένες στο παρελθόν, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά αν οι συνθήκες αλλάξουν.
Θεραπεία νευροψυχιατρικών διαταραχών
Τα ευρήματα μπορεί να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση διαταραχών στις οποίες η αλλαγή συμπεριφοράς είναι δύσκολη. «Τα επίπεδα ακετυλοχολίνης συχνά μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια θεραπειών για νευροψυχιατρικές διαταραχές όπως η νόσος του Πάρκινσον ή η σχιζοφρένεια, οπότε η κατανόηση της λειτουργίας αυτού του νευροδιαβιβαστή είναι ουσιαστικής σημασίας για τη θεραπεία πολλών τέτοιων διαταραχών», λέει ο καθηγητής Wickens.
«Ειδικότερα, σε καταστάσεις όπως ο εθισμός και η ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή, παρατηρούμε δυσκολία στην αλλαγή συνηθειών και στη μεταβολή της συμπεριφοράς. Επομένως, η κατανόηση των μηχανισμών της συμπεριφορικής ευελιξίας μπορεί κάποια μέρα να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε καλύτερες θεραπείες».