Mózg ma własny "przełącznik" nawyków. Naukowcy odkryli, co nam pomaga zmieniać decyzje

Zmiana przyzwyczajeń, rezygnacja z utartych schematów działania czy dostosowanie się do nowych warunków bywają dla wielu osób dużym wyzwaniem. Najnowsze badania naukowców z Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) rzucają nowe światło na procesy zachodzące w mózgu podczas takich zmian.

Wyniki opublikowane w czasopiśmie "Nature Communications" wskazują, że kluczową rolę odgrywa acetylocholina – neuroprzekaźnik odpowiedzialny za komunikację między komórkami nerwowymi.

Badacze przypominają, że mechanizmy neurologiczne umożliwiające zmianę zachowania wciąż nie są do końca poznane. Tymczasem elastyczność i zdolność do szybkiej adaptacji są niezbędne do funkcjonowania w stale zmieniającym się środowisku.

– Wcześniejsze badania wykazały, że interneurony cholinergiczne – komórki mózgu uwalniające neuroprzekaźnik zwany acetylocholiną – są zaangażowane w elastyczność behawioralną – przypomniał współautor badania prof. Jeffery Wickens.

Aby lepiej zrozumieć ten mechanizm, naukowcy przeprowadzili eksperyment na myszach. Zwierzęta zostały nauczone poruszania się po wirtualnym labiryncie, w którym jedna z dróg prowadziła do nagrody. Po pewnym czasie badacze niespodziewanie zmienili trasę.

Myszy, kierując się wcześniej wyuczonym zachowaniem, nie były już w stanie dotrzeć do celu. To właśnie wtedy naukowcy zaobserwowali interesującą reakcję w ich mózgach.

Za pomocą mikroskopii dwufotonowej badacze śledzili aktywność mózgu zwierząt w momencie, gdy spotykały się z nieoczekiwanym niepowodzeniem. Okazało się, że brak spodziewanej nagrody powodował wzrost uwalniania acetylocholiny w określonych obszarach mózgu. Wzrost stężenia tego neuroprzekaźnika sprawiał, że myszy chętniej testowały nowe rozwiązania i strategie prowadzące do osiągnięcia celu.

– Im większy był wzrost poziomu acetylocholiny, tym bardziej rosło prawdopodobieństwo, że myszy zmienią swoje przyszłe wybory. Nasze wyniki wykazały znaczenie acetylocholiny w przełamywaniu nawyków i umożliwianiu podejmowania nowych decyzji – podkreślił współautor badania dr Gideon Sarpong.

Naukowcy postanowili sprawdzić, czy to właśnie acetylocholina odpowiada za elastyczność zachowania. W tym celu ograniczyli zdolność myszy do produkcji tego neuroprzekaźnika.

Efekt był wyraźny. Zwierzęta znacznie rzadziej rezygnowały z wcześniejszych wyborów i trudniej dostosowywały się do nowych warunków. Nawet po niepowodzeniach częściej powtarzały te same działania zamiast szukać alternatywnych rozwiązań.

Zdaniem autorów badania potwierdza to kluczową rolę acetylocholiny w procesie adaptacji mózgu do zmieniających się okoliczności.

Badanie przyniosło jeszcze jedno ciekawe odkrycie. Nie wszystkie komórki produkujące acetylocholinę reagowały w taki sam sposób. Choć większość zwiększała swoją aktywność, niewielkie grupy neuronów wykazywały słabszą reakcję lub nawet jej spadek.

Zdaniem badaczy może to być mechanizm pozwalający zachować informacje o wcześniejszych skutecznych strategiach.

– To oznacza, że myszy niekoniecznie muszą zapominać o poprzedniej ścieżce do nagrody, ale zachowują tę informację na wypadek, gdyby sytuacja się zmieniła – wyjaśnił dr Sarpong.

Autorzy podkreślają, że zdolność do zmiany zachowania nie zależy wyłącznie od jednego neuroprzekaźnika. W proces ten zaangażowanych jest wiele obszarów mózgu i różnych układów neurochemicznych. Acetylocholina okazuje się jednak jednym z najważniejszych elementów tej skomplikowanej sieci.

– Aktywność prążkowia, w którym znajdują się cholinergiczne interneurony, jest centralnym elementem tego systemu – zaznaczył prof. Wickens.

Naukowcy liczą, że ich odkrycie pomoże lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw zaburzeń, w których pacjenci mają trudności z przełamywaniem utrwalonych wzorców zachowania. Dotyczy to między innymi uzależnień oraz zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych (OCD).

W przyszłości może to przyczynić się do opracowania skuteczniejszych metod leczenia schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych związanych z utratą elastyczności zachowania.

Źródło: PAP