سلول‌های مغزی تازه شناسایی شده بر اساس اصل «زندگی پر از عدم قطعیت است؛ اول دسر بخور» تکامل یافته‌اند. این نورون‌ها که در بخش جلویی مغز قرار دارند، بیشترین فعالیت را زمانی از خود نشان می‌دهند که نتیجه یک تصمیم نامشخص باشد، که نشان می‌دهد آن‌ها در تصمیم‌گیری، یادگیری و انعطاف‌پذیری ذهنی نقش دارند.
این کشف دانشگاه UCLA در موش‌ها میتواند به توسعه درمان‌های جدید کمک کند که الگوهای فکری سخت و ثابت، مانند اضطراب و اختلالات مصرف مواد، را هدف قرار می‌دهند. انسان‌ها نیز دارای همین نوع سلول‌های مغزی هستند.
آلیسیا ایزکیردو، استاد علوم رفتاری و عصبی دانشگاه UCLA و نویسنده ارشد مقاله منتشر شده در مجله Nature Communications می‌گوید: «اگر ما از همه چیزهایی که قرار است اتفاق بیفتد، آگاهی کامل داشته باشیم، دیگر نیازی به یادگیری نداریم و لازم نیست رفتارمان را تطبیق دهیم. اما این حالت به ندرت پیش می‌آید. ما این سلول‌ها را در ناحیه اوربیتوفرونتال قشر جلویی یافتیم که برای شرایط نامشخص آماده هستند و معتقدیم آن‌ها برای یادگیری حیاتی‌اند.»
قشر اوربیتوفرونتال در بخشی از مغز قرار دارد که درست بالای چشم‌ها در انسان‌ها و موش‌ها است و هنگام تجربه احساسات، طعم‌ها، بوها و پاداش‌های مثبت تصمیمات ما فعال می‌شود. دانشمندان علوم اعصاب دریافته‌اند که قشر اوربیتوفرونتال همچنین در یادگیری پاداش انعطاف‌پذیر نقش دارد.
یادگیری پاداش زمانی رخ می‌دهد که ما برای گرفتن تصمیم «صحیح» پاداش دریافت کنیم، اما برای تصمیم «غلط» پاداشی داده نشود. این یادگیری زمانی انعطاف‌پذیر است که تا زمانی که الگویی یا مجموعه شرایطی که به گزینه پاداش‌دهنده منجر می‌شوند را نیاموخته‌ایم، ندانیم کدام انتخاب‌های ما منجر به دریافت پاداش خواهند شد.
یادگیری پاداش فرآیندی است که در آن انگیزه برای دریافت پاداش مثبت، فرد یادگیرنده را وادار می‌کند تا با وجود ناامیدی یا نتایج منفی ناشی از انتخاب نادرست، به تلاش خود ادامه دهد تا الگوی صحیح را بیاموزد.
از آنجا که قشر اوربیتوفرونتال دارای چند نوع نورون است، خوان لوئیس رومرو-سوسا، دانشجوی دکترا در UCLA و نویسنده اول مقاله، همراه با همکارانش، روشی برای مشاهده نورون‌های عمدتاً «هرمی» طراحی کردند که هنگام انجام فعالیت‌های یادگیری پاداش انعطاف‌پذیر در موش‌ها فعال بودند. این فعالیت‌ها شامل لمس نقاط صحیح روی صفحه لمسی برای دریافت پاداش غذایی بود. آن‌ها مغز موش‌ها را با نشانگر یون کلسیم که در مطالعات تصویربرداری مغز به طور گسترده استفاده می‌شود و در زمان فعالیت نورون‌ها روشن می‌شود، و یک ویروس اصلاح شده که گیرنده‌های مصنوعی ایجاد می‌کند، تزریق کردند. این گیرنده‌ها می‌توانستند فعالیت نورون‌ها را با استفاده از دارویی که به آن‌ها متصل می‌شد، خاموش کنند.
یک چراغ کوچک و دوربین در جمجمه موش‌ها تعبیه شد تا فعالیت نورون‌ها در حین انجام این وظایف یادگیری ثبت شود. در ابتدا، موش‌ها برای هر کاری که انجام می‌دادند، پاداش دریافت می‌کردند.
طی چند روز، وظایف صفحه لمسی برای موش‌ها دشوارتر شد و نتایج تصمیم‌گیری به‌طور فزاینده‌ای نامطمئن گردید. در دشوارترین مرحله این آزمایش، تنها ۷۰ درصد احتمال دریافت پاداش وجود داشت و گزینه دیگر تنها ۳۰ درصد شانس دریافت پاداش داشت.
محققان به‌سرعت نورون‌هایی را شناسایی کردند که هنگام تصمیم‌گیری حیوانات فعال می‌شدند. رومرو-سوسا گفت: «موش باید به‌طور مداوم خود را با محیطی در حال تغییر تطبیق دهد. تمام این فرآیند به این معناست که موش در حال یادگیری انتخاب یکی از دو گزینه است و گزینه درست مرتب تغییر می‌کند.»
او ادامه داد: «وقتی موش گزینه درست را کشف می‌کند، آن را بارها انتخاب می‌کند. سپس پس از تعداد مشخصی آزمایش، وظیفه تغییر می‌کند تا موش همواره درگیر بماند و صرفاً یک استراتژی را پیدا نکند و بارها از آن استفاده نکند. ما زیرمجموعه‌ای از نورون‌ها در این ناحیه خاص قشر جلویی یافتیم که هرچه کار سخت‌تر و نامطمئن‌تر می‌شود، علاقه بیشتری به آن نشان می‌دهند.»
محققان یادگیری را در هر سطح از عدم قطعیت در روزهای متناوب مطالعه کردند و دریافتند که در روزهایی که قشر اوربیتوفرونتال به‌طور کامل غیر فعال شده بود، عملکرد حیوانات کاهش می‌یافت. حیوانات قادر نبودند ارزش گزینه با احتمال بالاتر را در طول زمان پیگیری کنند، به این معنا که تحت شرایط افزایش عدم قطعیت، یادگیری خوبی نداشتند.
رومرو-سوسا گفت: «موش‌ها دیگر به‌طور مداوم تصمیم‌های بهتری نمی‌گرفتند. همچنین کاهش در استراتژی‌های رفتاری تطبیقی مشاهده شد. معمولاً این به این معناست که اگر انتخابی انجام دهم و پاداش دریافت کنم، بار دیگر همان انتخاب را انجام می‌دهم. وقتی قشر اوربیتوفرونتال غیر فعال شد، این روند کمتر دیده شد که نشان می‌دهد غیر فعال کردن این ناحیه با اجرای استراتژی خوب تداخل دارد.»
ایزکیردو افزود: «موش‌ها با گذر زمان در این آزمایش متخصص می‌شوند، اما تعادلی میان تطبیق‌پذیری و دقت وجود دارد. اگر می‌خواهید انعطاف‌پذیر باشید، نمی‌توانید بیش از حد دقیق باشید و بالعکس. این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که بین کسب مهارت و سازگاری با عدم قطعیت یک تعامل پویا وجود دارد. ناحیه دیگری از مغز که تصویر برداری کردیم، قشر حرکتی ثانویه (M2) بود، و نورون‌های آن ترجیحاً به قطعیت واکنش نشان می‌دادند، نه به عدم قطعیت.»
نیاکان موش‌ها و انسان‌ها در محیط‌هایی تکامل یافته‌اند که نیاز به کسب تخصص باید با سازگاری در شرایط نامطمئن متوازن می‌شد و محققان بر این باورند که بسیاری از حیوانات نیز دارای نورون‌هایی هستند که برای شرایط نامطمئن آماده‌اند.
اگر یافته‌های آن‌ها در نهایت در انسان نیز تأیید شود، محققان معتقدند این میتواند مسیرهای جدیدی برای درمان هدفمند نورون‌هایی که یا کاملاً آسیب دیده‌اند یا عملکرد کمتری دارند، در افرادی که در سازگاری با عدم قطعیت مشکل دارند، باز کند. این میتواند شامل اختلالات اضطرابی، PTSD و زوال عقل باشد.
سوالات کلیدی پاسخ داده شده:
س: محققان درباره قشر اوربیتوفرونتال چه کشفی کردند؟
پ: آن‌ها نورون‌هایی در قشر اوربیتوفرونتال مغز شناسایی کردند که در شرایط عدم قطعیت بیشترین فعالیت را دارند و به هدایت یادگیری و رفتار انعطاف‌پذیر کمک می‌کنند.
س: این نورون‌ها چگونه بر تصمیم‌گیری اثر می‌گذارند؟
پ: این نورون‌ها به افراد کمک می‌کنند تا خود را با محیط‌های در حال تغییر تطبیق دهند و یاد بگیرند کدام انتخاب‌ها بهترین نتیجه را دارند، حتی زمانی که نتایج غیرقابل پیش‌بینی هستند.
س: اهمیت این کشف برای سلامت روان چیست؟
پ: اختلالاتی مانند اضطراب و PTSD با دشواری در سازگاری با عدم قطعیت همراه هستند؛ هدف قرار دادن این نورون‌ها میتواند انعطاف‌پذیری شناختی و تاب‌آوری فرد را بهبود دهد.
منبع خبر : neurosciencenews.com
نظرات کاربران