Serotonin funguje jako „prospektivní kód pro hodnotu“ v systému zpracování odměn mozku

V našem každodenním životě neustále děláme řadu rozhodnutí, od okamžitých záležitostí až po vyhlídky na vzdáleném horizontu. Evoluční ořechy a šrouby toho, jak naše mozky váží tato četná denní rozhodnutí a jakou roli hraje neurotransmiter serotonin, byl zahalen tajemstvím.

Nyní nová studie vedená interdisciplinárním týmem lékařské fakulty univerzity přináší fascinující zjištění, která potenciálně odhalují skrytý aspekt toho, co mimořádně složitý systém serotoninu našeho nervového systému skutečně dělá uvnitř našich lebek.

Publikováno v časopise PřírodaTato studie z vysoce působivé mezinárodní spolupráce nabízí „široké důsledky neurovědy, psychologie a psychiatrie, což zvyšuje naše chápání role serotoninu v regulaci nálady, učení a motivované chování“.

Inovativní práce týmu spojuje myšlenky z teorie posilovacího učení (RL)-používaného v neurovědě, aby lépe porozuměla učení, chování a rozhodování-s nedávnými těžcemi vhled do filtračních vlastností hřbetního jádra mozku.

Nejednoznačná chemikálie potěšení

Serotonin je často malován jako „mozková chemikálie“, ale jeho přesná role v nervovém systému je nejednoznačná a matoucí: je zapojena do všeho od regulace nálady a pohybu po cykly chuti a spánku. Skutečnost, že je aktivována bolestí, potěšením a překvapením, byla dlouhodobou záda na výzkum mozku.

S touto studií vědci vedení Uottawa předložili sjednocující pohled na serotonin, že dabují „prospektivní kód pro hodnotu“-biologický kód pro to, jak mozek klade hodnotu pro budoucí odměny. Tento kód v podstatě vysvětluje, proč jsou neurony serotoninu aktivovány v mozku v reakci na odměny i tresty, s preferencí za překvapivé odměny.

„Naše práce se ptá na otázku: Co serotonin říká mozku? Stručně řečeno, zjistíme, že jeho poselství úzce odpovídá očekávání budoucích odměn,“ říká vedoucí autor Dr. Richard Naud, docent na ministerstvu buněčné a molekulární medicíny a ministerstva fyziky.

„Váš mozek musí vypočítat očekávanou hodnotu akcí, které uvažujete a provádět, když komunikujete s měnícím se světem, a zeptat se:“ Jaká je hodnota tohoto rozhodnutí versus toto rozhodnutí v tomto konkrétním prostředí? “ To je těžký problém.

Počáteční jiskra

Zárodek této myšlenky začal před lety, když první autor Emerson Harkin, pak Ph.D. Student v laboratoři Dr. Naud začal simulovat modely posílení učení při práci na biofyzikálních vlastnostech serotoninových neuronů.

„Zdálo se, že nikdo zvažoval možnost, že serotoninové neurony mohou být aktivovány změnami v okolí zvířete, jako je začátek signálu, že odměna dorazí brzy nebo konec trestu,“ říká Dr. Harkin s odkazem na laboratorní experimenty s myšími modely.

„Když jsme se podívali na tyto předchozí výsledky prostřednictvím čočky toho, co jsme viděli pod našimi mikroskopy as našimi elektrodami, mnoho výsledků, které se dříve zdály záhadné nebo protichůdné, se náhle začalo spolu.“

Další kroky

Cílem výzkumného týmu je studovat roli serotoninu o chování, aby se pokusil zjistit, co zbytek mozku dělá se zprávami neurotransmiteru. Dr. Naud říká snad najít způsoby zaměstnání Posílení učení Teorie o rámcích jim to může pomoci.

„Zjištění týmu ukazují mozek Nefunguje tak, jak to dělají stroje. Pokud budeme narušit signalizaci odměn ve stroji, udělalo by to mnoho věcí, které porucha v mozcích nedělá, “říká.