آخرین مطالب

نحوه واکنش مغز به رویدادهای شگفت انگیز


نحوه واکنش مغز به رویدادهای شگفت انگیز

بیشتر نورآدرنالین مغز توسط دو هسته لوکوس سرولئوس، یکی در هر نیمکره مغز تولید می شود. نورون های لوکوس سرولئوس با پروتئین فلورسنت سبز برچسب گذاری شده اند. اعتبار: گابی دراموند

طبق یک مطالعه جدید MIT، زمانی که مغز شما نیاز دارد که به چیز مهمی توجه کنید، یکی از راه‌هایی که می‌تواند این کار را انجام دهد این است که نورآدرنالین ترشح کند.

این نورومدولاتور که توسط ساختاری در عمق مغز به نام لوکوس سرولئوس تولید می شود، می تواند اثرات گسترده ای در سراسر مغز داشته باشد. در مطالعه‌ای روی موش‌ها، تیم MIT دریافت که یکی از نقش‌های کلیدی نورآدرنالین، که به عنوان نوراپی نفرین نیز شناخته می‌شود، کمک به مغز است که از نتایج شگفت‌انگیز یاد بگیرد.

مریگانکا سور، پروفسور علوم اعصاب نیوتن در بخش مغز و شناخت MIT می گوید: «آنچه که این کار نشان می دهد این است که لوکوس سرولئوس رویدادهای غیرمنتظره را رمزگذاری می کند، و توجه به این رویدادهای غافلگیرکننده برای مغز برای ارزیابی محیط خود بسیار مهم است. ساینس، عضو موسسه پیکوور MIT برای یادگیری و حافظه، و مدیر مرکز سایمونز برای مغز اجتماعی.

علاوه بر نقش آن در سیگنال دادن به غافلگیری، محققان همچنین دریافتند که نورآدرنالین به تحریک رفتاری که منجر به پاداش می شود، کمک می کند، به ویژه در شرایطی که عدم اطمینان در مورد ارائه پاداش وجود دارد.

سور نویسنده ارشد این مطالعه جدید است که امروز در طبیعت. وینسنت برتون پروونچر، فوق دکترای سابق MIT که اکنون استادیار دانشگاه لاوال است، و گابریل دراموند، دانشجوی کارشناسی ارشد MIT، نویسندگان اصلی مقاله هستند.

تعدیل رفتار

نورآدرنالین به همراه دوپامین، سروتونین و استیل کولین، یکی از چندین تنظیم کننده عصبی است که بر مغز تأثیر می گذارد. برخلاف انتقال‌دهنده‌های عصبی، که ارتباط سلول به سلول را امکان‌پذیر می‌کنند، تعدیل‌کننده‌های عصبی در بخش‌های بزرگی از مغز آزاد می‌شوند و به آن‌ها اجازه می‌دهند تا اثرات عمومی‌تری داشته باشند.

سور می‌گوید: تصور می‌شود که مواد تعدیل‌کننده عصبی نواحی بزرگی از مغز را پرفیوژن می‌کنند و در نتیجه محرک تحریکی یا مهاری را که نورون‌ها دریافت می‌کنند به شکل نقطه‌به‌نقطه‌تر تغییر می‌دهند. “این نشان می دهد که آنها باید عملکردهای بسیار مهمی در سراسر مغز داشته باشند که برای بقا و تنظیم وضعیت مغز مهم هستند.”

در حالی که دانشمندان چیزهای زیادی در مورد نقش دوپامین در انگیزه و پیگیری پاداش یاد گرفته‌اند، در مورد سایر تعدیل‌کننده‌های عصبی، از جمله نورآدرنالین، اطلاعات کمتری وجود دارد. با برانگیختگی و افزایش هوشیاری مرتبط است، اما نورآدرنالین بیش از حد می تواند منجر به اضطراب شود.

مطالعات قبلی روی لوکوس سرولئوس، منبع اصلی نورآدرنالین مغز، نشان داده است که ورودی از قسمت‌های زیادی از مغز دریافت می‌کند و همچنین سیگنال‌های خود را به دوردست‌ها ارسال می‌کند. در مطالعه جدید، تیم MIT تصمیم گرفت نقش خود را در نوع خاصی از یادگیری به نام یادگیری تقویتی یا یادگیری با آزمون و خطا مطالعه کند.

برای این مطالعه، محققان به موش‌ها آموزش دادند که هنگام شنیدن صدای فرکانس بالا، اهرمی را فشار دهند، اما وقتی صدای فرکانس پایین را می‌شنوند نه. هنگامی که موش ها به درستی به صدای فرکانس بالا پاسخ می دادند، آب دریافت می کردند، اما اگر با شنیدن صدای فرکانس پایین اهرم را فشار می دادند، پف ناخوشایندی از هوا دریافت می کردند.

موش ها همچنین یاد گرفتند که وقتی صداها بلندتر بودند اهرم را محکم تر فشار دهند. وقتی صدا کمتر بود، در مورد اینکه آیا باید فشار بیاورند یا نه، نامطمئن‌تر بودند. و هنگامی که محققان فعالیت لوکوس سرولئوس را مهار کردند، موش‌ها با شنیدن صداهای کم صدا برای فشار دادن اهرم بسیار مردد شدند، که نشان می‌دهد نورآدرنالین باعث می‌شود در موقعیت‌هایی که بازده آن نامشخص است، شانس دریافت پاداش را داشته باشید.

سور می‌گوید: «حیوان هل می‌دهد زیرا پاداش می‌خواهد، و لوکوس سرولئوس سیگنال‌های مهمی را برای گفتن، فشار دهید، زیرا پاداش فرا خواهد رسید.»

محققان همچنین دریافتند که نورون‌هایی که این سیگنال نورآدرنالین را تولید می‌کنند، به نظر می‌رسد که بیشتر خروجی خود را به قشر حرکتی می‌فرستند، که شواهد بیشتری نشان می‌دهد که این سیگنال حیوانات را برای انجام عمل تحریک می‌کند.

علامت تعجب

در حالی که به نظر می رسد انفجار اولیه نورآدرنالین موش ها را تحریک می کند تا اقدام کنند، محققان همچنین دریافتند که انفجار دوم اغلب پس از پایان کارآزمایی رخ می دهد. وقتی موش‌ها پاداش مورد انتظار را دریافت کردند، این انفجارها کوچک بودند. با این حال، زمانی که نتیجه محاکمه غافلگیرکننده بود، انفجارها بسیار بزرگتر بودند. به عنوان مثال، هنگامی که یک موش به جای پاداشی که انتظارش را داشت، یک پف هوا دریافت کرد، لوکوس سرولئوس انفجار بزرگی از نورآدرنالین را منتشر کرد.

در آزمایش‌های بعدی، زمانی که مطمئن نبود پاداشی دریافت می‌کند، آن موش کمتر اهرم را فشار می‌دهد. سور می گوید: «حیوان دائماً رفتار خود را تنظیم می کند. اگرچه قبلاً کار را یاد گرفته است، اما رفتار خود را بر اساس آنچه که انجام داده است تنظیم می کند.

موش ها همچنین در آزمایشات زمانی که پاداش غیرمنتظره ای دریافت کردند، انفجار نورآدرنالین را نشان دادند. به نظر می رسد که این انفجارها نورآدرنالین را به بسیاری از قسمت های مغز، از جمله قشر جلوی مغز، جایی که برنامه ریزی و سایر عملکردهای شناختی بالاتر رخ می دهد، پخش می کند.

سور می‌گوید: «به نظر می‌رسد که عملکرد رمزگذاری غافلگیرکننده لوکوس سرولئوس در مغز بسیار گسترده‌تر است، و این ممکن است منطقی باشد زیرا هر کاری که ما انجام می‌دهیم با تعجب تعدیل می‌شود.

محققان اکنون قصد دارند تا هم افزایی احتمالی بین نورآدرنالین و سایر تعدیل کننده های عصبی، به ویژه دوپامین را بررسی کنند که به پاداش های غیرمنتظره نیز پاسخ می دهد. آنها همچنین امیدوارند که در مورد نحوه ذخیره سازی حافظه کوتاه مدت ورودی لوکوس سرولئوس توسط قشر جلوی مغز برای کمک به حیوانات در بهبود عملکرد خود در آزمایشات آینده، اطلاعات بیشتری کسب کنند.


اسکنرهای فوق العاده قدرتمند مغز امیدی برای درمان علائم شناختی در بیماری پارکینسون دارند.


اطلاعات بیشتر:
Mriganka Sur، پویایی فضایی و زمانی نورآدرنالین در طی رفتار آموخته شده، طبیعت (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04782-2. www.nature.com/articles/s41586-022-04782-2

ارائه شده توسط موسسه فناوری ماساچوست

نقل قول: نحوه واکنش مغز به رویدادهای غافلگیرکننده (2022، 1 ژوئن) بازیابی شده در 1 ژوئن 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-06-brain-events.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.