Jak mózg reaguje na zaskoczenie? - portal DOZ.pl
zdziwiona kobieta łapie się za głowę
Arkadiusz Dąbek

Reakcje mózgu na niespodziewane wydarzenia

Czy i w jaki sposób mózg uczy się na postawie tego, czego nie da się przewidzieć? Jaką rolę w tym procesie odgrywa jeden z neuroprzekaźników – noradrenalina? Sprawdzamy. 

Naukowcy odkryli, że jednym z kluczowych zadań neuromodulatora noradrenaliny (wytwarzanego przez układ współczulny) jest pomaganie mózgowi w uczeniu się na podstawie niespodziewanych wyników.

Rola noradrenaliny

Zgodnie z wynikami nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z popularnego Massachusetts Institute of Technology (MIT), jeżeli mózg potrzebuje zwrócić uwagę na coś ważnego, wysyła impuls noradrenaliny (jest to jeden ze sposobów).

Ten neuromodulator, wytwarzany przez strukturę znajdującą się głęboko w mózgu, zwaną locus coeruleus (miejsce sinawe), może mieć rozległe działanie w całym organie. W badaniu przeprowadzonym na myszach zespół z MIT odkrył, że jedną z kluczowych ról noradrenaliny jest pomaganie mózgowi w uczeniu się na podstawie wyników nie dających się przewidzieć.

Oprócz roli, jaką noradrenalina odgrywa w sygnalizowaniu zaskoczenia, badacze odkryli również, że pomaga ona stymulować zachowania prowadzące do otrzymania nagrody, szczególnie w sytuacjach, w których nie ma pewności, czy nagroda zostanie zaoferowana.

Modulowanie zachowania

Noradrenalina jest jednym z wielu neuromodulatorów, które wpływają na pracę mózgu, obok dopaminy, serotoniny i acetylocholiny. W przeciwieństwie do neuroprzekaźników, które umożliwiają komunikację między komórkami, neuromodulatory są uwalniane na dużych obszarach mózgu, co pozwala im wywierać bardziej ogólne działanie.

Naukowcy dotychczas dowiedzieli się wiele o roli dopaminy w znajdowaniu motywacji i dążeniu do nagrody. Tymczasem mniej wiadomo o innych neuromodulatorach, w tym o noradrenalinie. Związana jest ona z pobudzeniem i zwiększeniem czujności, ale zbyt wysoki poziom noradrenaliny może prowadzić do niepokoju.

Poprzednie badania nad locus coeruleus – głównym źródłem noradrenaliny w mózgu – wykazały, że otrzymuje on sygnały z wielu obszarów mózgu, także samodzielnie wysyła je daleko i szeroko. W nowym badaniu zespół z MIT postanowił zbadać jej rolę w specyficznym rodzaju uczenia się, zwanym uczeniem się przez wzmocnienie (ang. reinforcement learning), czyli potocznie nazywaną metodą prób i błędów.

Na potrzeby tego badania naukowcy wytrenowali myszy, by naciskały dźwignię, gdy słyszały ton o wysokiej częstotliwości oraz nie naciskały, gdy słyszały ton o niskiej częstotliwości. Jeżeli myszy prawidłowo reagowały na ton o wysokiej częstotliwości, otrzymywały wodę. Natomiast jeżeli naciskały dźwignię w reakcji na ton o niskiej częstotliwości, dostawały nieprzyjemny powiew powietrza.

Według naukowców, gryzonie naciskały dźwignię, aby otrzymać nagrodę. Wspomniany locus coeruleus wysyłał sygnał zachęcający do działania, dając informację o czekającej nagrodzie. Myszy nauczyły się również mocniej naciskać dźwignię, gdy tony były głośniejsze. Występowały jednak wątpliwości u myszy w kontekście niższych tonów, nie wiedziały, jak reagować. Badacze w następnej fazie zahamowali aktywność nerwu rdzeniowego (locus coeruleus), skutkiem czego myszy były bardziej niezdecydowane w stosunku do reagowania na dźwięki o niskiej głośności. Obserwacja ta sugeruje, że noradrenalina sprzyja podejmowaniu ryzyka otrzymania nagrody w sytuacjach, w których jej wysokość jest niepewna.

Badacze odkryli również, że neurony generujące sygnał noradrenaliny wysyłają większość swoich sygnałów do kory ruchowej. Spostrzeżenie to tworzy kolejną przesłankę do tego, aby twierdzić, że sygnał ten stymuluje zwierzęta do działania.

Polecane dla Ciebie

Sygnał zaskoczenia

Chociaż wydaje się, że początkowy przypływ noradrenaliny pobudza myszy do działania, badacze odkryli coś więcej. Mianowicie po zakończeniu próby często następuje drugi przypływ. Gdy myszy otrzymywały oczekiwaną nagrodę, wybuchy te były niewielkie. Natomiast gdy wynik próby był zaskoczeniem, wybuchy były znacznie większe. Przykładowo: kiedy mysz zamiast spodziewanej nagrody otrzymała podmuch powietrza, locus coeruleus w odpowiedzi wysyłał duży impuls noradrenaliny. W kolejnych próbach mysz znacznie rzadziej naciskała dźwignię, jeżeli miała wątpliwości wobec otrzymania nagrody.

Myszy wykazywały również wybuchy noradrenaliny podczas prób, w których otrzymywały nieoczekiwaną nagrodę. Wybuchy te zdawały się rozprowadzać noradrenalinę do wielu części mózgu – w tym do kory przedczołowej, w której odbywa się planowanie i inne wyższe funkcje poznawcze.

Naukowcy planują teraz zbadać ewentualną synergię między noradrenaliną a innymi neuromodulatorami, zwłaszcza dopaminą, także reagującą na nieoczekiwane nagrody. Mają również nadzieję dowiedzieć się więcej o tym, w jaki sposób kora przedczołowa przechowuje krótkotrwałą pamięć sygnałów z locus coeruleus, aby pomóc zwierzętom poprawić wyniki w przyszłych próbach.

  1. V. Breton-Provencher, G.T. Drummond, J. Feng, Y. Li,  M. Sur, Spatiotemporal dynamics of noradrenaline during learned behaviour, „Nature” 2022.
  2. How the brain responds to surprising events, „sciencedaily.com” [online] www.sciencedaily.com/releases/2022/06/220601111737.htm [dostęp:] 15.06.2022.

Twoje sugestie

Dokładamy wszelkich starań, aby podane zdjęcie i opis oferowanych produktów były aktualne, w pełni prawidłowe oraz kompletne. Jeśli widzisz błąd, poinformuj nas o tym.

Zgłoś uwagi Ikona

Polecane artykuły

Porozmawiaj z farmaceutą
Infolinia: 800 110 110

Zadzwoń do nas jeśli potrzebujesz porady farmaceuty.
Jesteśmy dla Ciebie czynni całą dobę, 7 dni w tygodniu, bezpłatnie.

Pobierz aplikację mobilną Pobierz aplikację mobilną Doz.pl

Ikona przypomnienie o zażyciu leku.
Zdarza Ci się ominąć dawkę leku?

Zainstaluj aplikację. Stwórz apteczkę. Przypomnimy Ci kiedy wziąć lek.

Dostępna w Aplikacja google play Aplikacja appstore
Dlaczego DOZ.pl
Niższe koszta leczenia

Darmowa dostawa do Apteki
Bezpłatna Infolinia dla Pacjentów.

ikona niższe koszty leczenia
Bezpieczeństwo

Weryfikacja interakcji leków.
Encyklopedia leków i ziół

Ikona encklopedia leków i ziół
Wsparcie w leczeniu

Porady na czacie z Farmaceutą.
E-wizyta z lekarzem specjalistą.

Ikona porady na czacie z farmaceutą
Newsletter

Bądź na bieżąco z DOZ.pl

Ważne: Użytkowanie Witryny oznacza zgodę na wykorzystywanie plików cookie. Szczegółowe informacje w Regulaminie.

Zamnij