Нейроны оценивают выгоду от привычки

03.09.2015

Привычкой называют глубоко укорененную форму поведения, которая срабатывает независимо от нашего сознания: мы не задумываясь находим утром путь на кухню и на автомате заходим в транспорт или садимся в машину. Считается, что привычные действия помогают разгрузить мозг от рутины, позволяя ему заняться чем-то более важным - точнее, не весь мозг, а префронтальную кору, наш главный аналитический центр, отвечающий за высшие когнитивные функции. Сама же привычка уходит в подкорковые структуры, называемые базальными ганглиями. (Уточним, что сейчас мы говорим о безобидных поведенческих ритуалах, а не о зависимостях от алкоголя, никотина и т. д.)

Группа Энн Грейбил (Ann Graybiel) в Массачусетском технологическом институте уже не первый год занимается выяснением нейронных механизмов привычки. Некоторое время назад им удалось показать, что схема рутинных действий хранится не только в подкорковых областях, но и в префронтальной коре, и как раз благодаря коре поведенческие ритуалы могут быть восстановлены, даже когда кажется, что они уже прочно забылись. Что же до их появления, то здесь удалось выяснить, что автоматизмы в поведении рождаются в так называемом стриатуме, или полосатом теле, которое относится как раз к подкорковым базальным ганглиям. Причем это сопровождается изменениями в электрических ритмах: гамма-волны, возникающие при освоении новой информации, сменяются бета-волнами, когда происходит закрепление материала.

Эксперименты с обезьянами показали, что в формировании привычки активно участвуют около 1 600 нейронов полосатого тела. Животные просматривали на экране узор из точек, и, если там была особая, выделенная точка, получали порцию вкусного сока. Когда взгляд натыкался на ту самую точку (которая программировалась случайно), ее цвет менялся - это означало, что угощение скоро появится. Со временем глаза животных стали повторять привычный маршрут - обезьяны по привычке выполняли заученное действие в надежде, что там снова появился знак угощения.

Наблюдая одновременно за активностью нервных клеток, исследователи обнаружили, что формирование рутинного поведения сопровождается характерными нейронными сигналами, как бы обозначающими начало и конец записываемой программы. Особенно их заинтересовал второй, конечный сигнал. Поначалу он возникал в разные периоды времени, но потом сосредоточился в 400-миллисекундном промежутке, отделявшем взгляд на "наградную" точку от самого вознаграждения. С постепенным закреплением привычки, то есть с каждым повторным действием активность нервных клеток во временнОм окне становилась все сильнее.

Такая корреляция наводила на мысль, что конечная нейронная активность служит для закрепления повторяющегося действия, что здесь происходит окончательный анализ того, стоит ли усваивать новый поведенческий ритуал или нет. Действительно, оказалось, что оформление финального сигнала зависело от таких условий, как время, которое тратилось на просмотр точек, и качество вознаграждения. Например, чем меньше уходило времени на то, чтобы пробежать глазами экран с рисунком, тем четче формировался финальный сигнал и тем сильнее он был. Причем одни нейроны реагировали только на время, затраченное на поиск нужной точки, другие - только на награду, третьи учитывали оба параметра.

Иными словами, у всякой привычки есть своя цена, и в мозге существует специальная система, которая сравнивает выгоду от закрепления некоей схемы поведения и те затраты, которые требует новый ритуал. И привычка будет сформирована в том случае, если выгода от нее с лихвой перекроет расход времени и сил. Конечно, сравнение не всегда получается адекватным, и, очевидно, многие психоневрологические расстройства, для которых характерно навязчивое поведение, связаны как раз с неверной оценкой плюсов и минусов от каких-то автоматических действий.

<< Назад: Новая цель для космической станции New Horizons 03.09.2015

>> Вперед: PROmax - источники питания Weidmueller для работы в тяжелых условиях 02.09.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Охлаждение без электричества 28.09.2022 Очень часто бывает так, что в тех странах, нуждающихся в продвинутых системах охлаждения, отсутствует какая-либо инфраструктура для питания таких установок. Новая разработка ученых по MIT может решить эту проблему. Все дело в том, что они создали систему, сочетающую испарительное охлаждение, радиационное охлаждение и теплоизоляцию. Новая разработка способна обеспечить охлаждение до 10,5 С по сравнению с температурой окружающей среды. Поскольку система имеет форму панели, состоящую из трех слоев, ее можно спокойно разместить над или вокруг предмета, который нужно охладить. Исследователи называют как плюс своей разработки тот факт, что оно не требует электричества, а также то, что часть используемых в системе материалов "легкодоступны и относительно недороги".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025