Способность быстро менять поведение — важнейший навык для выживания. Будь то собеседование при приеме на работу, встреча с незнакомцем или поездка в новое место — успех часто зависит от того, насколько гибко мы умеем реагировать на изменившиеся обстоятельства. Но как мозг понимает, что пора отказаться от прежней стратегии и попробовать что-то новое?
Нейробиологи из Окинавского института науки и технологий в Японии обнаружили ключевой механизм, который помогает животным адаптироваться к внезапным переменам. Результаты исследования позволят ученым улучшить понимание расстройств, при которых людям сложно изменить привычки — таких как зависимость, обсессивно-компульсивное расстройство и болезнь Паркинсона.
«Мозговые механизмы изменения поведения долго оставались неуловимыми, потому что адаптация к новым условиям неврологически очень сложна. Она требует взаимосвязанной активности множества областей мозга», — объясняет руководитель исследования, профессор Джеффери Уикенс.
Ученые обучали мышей ориентироваться в виртуальном лабиринте. Грызуны постепенно усваивали, какой маршрут ведет к награде, и вырабатывали надежную стратегию. Затем исследователи изменили правила игры. Когда путь к награде был переключен, мыши неожиданно оказывались «у разбитого корыта». С помощью двухфотонной микроскопии ученые наблюдали за активностью мозга животных в момент разочарования.
«На неврологическом уровне мы зафиксировали значительное увеличение выброса ацетилхолина в определенных зонах мозга. В поведении же наблюдалось то, что называется “сменой после проигрыша” — после отсутствия награды мыши меняли свой выбор в лабиринте», — рассказывает первый автор исследования, доктор Гидеон Сарпонг.
Чем сильнее возрастал уровень ацетилхолина, тем вероятнее мыши меняли свои решения в будущем. Чтобы проверить, действительно ли этот нейромедиатор отвечает за гибкость поведения, ученые снизили способность животных вырабатывать его. Эффект был очевиден: мыши гораздо реже меняли стратегию после неудачи.
Любопытно, что не все холинергические интернейроны — клетки мозга, выделяющие ацетилхолин, — реагировали одинаково. Некоторые небольшие группы клеток почти не меняли активность или даже снижали ее. По мнению авторов работы, это может помогать мозгу сохранять информацию о ранее успешных стратегиях на случай, если ситуация снова изменится.
Профессор Уикенс подчеркивает, что понимание функций ацетилхолина критически важно для лечения многих нейропсихических расстройств: «При таких состояниях, как зависимость и обсессивно-компульсивное расстройство, мы наблюдаем трудности в отказе от привычек и изменении поведения. Поэтому понимание механизмов поведенческой гибкости однажды может помочь нам разработать более эффективные методы лечения».
Ранее ученые объяснили, почему рядом с другом мы становимся смелее.