Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Nagrody i dopamina wpływają na uczenie się sensoryczne

Naukowcy z Niemiec, Szwajcarii i Wlk. Brytanii potwierdzili związek między poziomem dopaminy a opartym na pozytywnym wzmocnieniu uczeniem się sensorycznym u dorosłych ludzi. Odkrycia, opisane w czasopiśmie PLoS (Public Library of Science) Biology, wskazują na możliwość wykorzy...
Nagrody i dopamina wpływają na uczenie się sensoryczne
Naukowcy z Niemiec, Szwajcarii i Wlk. Brytanii potwierdzili związek między poziomem dopaminy a opartym na pozytywnym wzmocnieniu uczeniem się sensorycznym u dorosłych ludzi. Odkrycia, opisane w czasopiśmie PLoS (Public Library of Science) Biology, wskazują na możliwość wykorzystania leków dopaminergicznych w połączeniu ze szkoleniem opartym na pozytywnym wzmocnieniu w leczeniu chorych z zaburzeniami procesów sensorycznych, takich jak osoby, które przeszły udar.

W ramach poprzednich badań ustalono, że perspektywa nagrody poprawia proces uczenia się i proces decyzyjny, natomiast ostatnio uwaga skierowana została na zagadnienie, czy nagroda wpływa nie tylko na wyższe procesy kognitywne człowieka, ale również na jego podstawowe sensoryczne procesy decyzyjne. W ramach ostatnich badań zespół naukowców pod kierunkiem dr Burkharda Plegera z Instytutu Nauk Kognitywnych i Neuronauk im. Maxa Plancka w Niemczech i z University College w Londynie zbadał, czy wpływ nagrody na przetwarzanie sensoryczne można kształtować za pomocą dopaminy.

Kiedy decyzja prowadzi do pomyślnego wyniku, bodziec nagrody jest przekazywany do obszaru mózgu odpowiedzialnego za proces decyzyjny, dzięki czemu mózg może zoptymalizować swoją pracę nad danym zadaniem. "Do tej pory nie wiadomo było jednak, czy ten mechanizm działa również na funkcje kory czuciowo-somatycznej, która przetwarza na przykład wrażenia dotykowe skóry" - wyjaśnia dr Pleger.

Trzydzieści osób poddano serii testów, w czasie których palec wskazujący poddawano działaniu prądu elektrycznego o różnych częstotliwościach. Badanych proszono o wskazanie, który z dwóch prądów był silniejszy, pierwszy czy drugi. W przypadku prawidłowej odpowiedzi na ekranie pojawiała się nagroda pieniężna (której wysokość różniła się w zależności od zestawu testów). W tym samym czasie uczestnik testu poddawany był badaniu za pomocą czynnościowego rezonansu magnetycznego (fMRI), aby sprawdzić, które obszary jego mózgu aktywowały się. Po serii próbnej (bez nagród), badani zostali podzieleni na trzy 10-osobowe grupy, którym przed przeprowadzeniem pełnego testu podano odpowiednio levodopę (lek podnoszący poziom dopaminy), haloperydol (supresor dopaminy) i placebo.

Uzyskane wyniki nie pozostawiają wątpliwości - badani, którym podano dopaminę poczynili znaczny postęp w toku testów, podczas gdy ci, którym podano placebo wykazali niewielką poprawę. Proces decyzyjny nie uległ poprawie u badanych, którym podano haloperydol. Wielkość nagrody również miała wpływ na trafność decyzji badanych.

"Obok wpływu na wyższe procesy kognitywne, o czym już było wiadomo, okazuje się, że nagroda oddziałuje również na procesy czuciowo-somatyczne" - mówi dr Pleger. "Wpływ jest tym silniejszy, im wyższa nagroda." Co ważne, zespół zaobserwował, że po otrzymaniu wyższej nagrody w jednym teście, sensoryczne procesy aktywacji oraz procesy decyzyjne ulegały poprawie w kolejnym teście. To sugeruje, że otrzymanie nagrody może stanowić pewnego rodzaju sygnał dydaktyczny, który może być przekazywany do części mózgu związanej z zadaniem.

Analiza danych fMRI pokazała, że ważne sygnały w dwóch kluczowych obszarach związanych z nagrodą aktywowały się w momencie przekazywania nagrody w sposób uzależniony od poziomu dopaminy. Ponadto naukowcy zaobserwowali zależne od dopaminy aktywacje, które pochodziły z pierwotnej kory czuciowo-somatycznej (PSC). Obserwacje potwierdziły hipotezę, że behawioralny i neuronalny wpływ nagrody na sensoryczny proces decyzyjny był silnie modulowany przez dostępność dopaminy.

"Wygląda więc na to, że interakcje między obszarami układu pozytywnego wzmocnienia a korą czuciowo-somatyczną odbywają się za pośrednictwem przekaźnika dopaminy" - stwierdza dr Pleger. To odkrycie otwiera interesujące możliwości w zastosowaniach medycznych.

Dopamina bierze udział w wielu funkcjach kognitywnych takich jak budowanie pamięci, wzmocnione uczenie czy przetwarzanie informacji, a ostatnie badania podkreślają jej potencjał jako stymulatora uczenia się. Jednakże, jak zauważył dr Pleger, na pewnym poziomie wiąże się ona również z zaburzeniami psychotycznymi. "Podwyższony poziom dopaminy w mózgu powiązano już z przyczynami chorób umysłowych takich jak schizofrenia" - ostrzega. "Zbyt wysoki poziom nie jest pożądany i może być nawet niebezpieczny."

Naukowcy mają nadzieję, że odkrycia mogą przyczynić się do opracowania nowych metodologii leczenia urazów mózgu. W podsumowaniu czytamy: "Nowe odkrycia pokazują kuszącą, nową możliwość manipulowania nagrodą w połączeniu z lekami dopaminergicznymi w celu naprawy procesów sensorycznych niesprawnych w wyniku patologii lub zaburzeń, analogicznie do sposobu, w jaki nagrody można stosować w kształtowaniu lub korygowaniu zachowań."

Źródło: Public Library of Science

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę