انتخاب نیاز ها به جای خواسته ها: دوپامین چگونه تصمیم می گیرد

محققان از توانایی مغز برای اولویت دهی به نیازها بر خواسته ها با استفاده از سیستم پاداش دوپامین پرده برداری کردند.

این مطالعه، مشاهده تغییر فنچ گورخری نر از رفع تشنگی به خواستگاری هنگام مواجهه با یک ماده، ماهیت انعطاف پذیر سیستم دوپامین را روشن می کند.

این یافته نه تنها درک ما از نقش دوپامین در رفتارهای پیچیده را گسترش می دهد. بلکه می تواند تکامل سیستم های هوش مصنوعی را نیز راهنمایی کند.

اطلاعات کلیدی:

• سیستم دوپامین مغز می تواند به صورت پویا تنظیم شود تا بین نیازهای رقیب اولویت بندی کند.
• یک تکنیک جدید شامل ضبط نوری و یک ویروس مهندسی شده به محققان این امکان را می دهد که سطوح دوپامین را برای مدت طولانی مشاهده کنند که منجر به این کشف شد.
• وقتی یک فنچ گورخری نر تنها و تشنه، یک ماده را می بیند، سیستم دوپامین او تنظیم می شود و تمرکز او از رفع تشنگی به خواستگاری با ماده تغییر می کند.

منبع: دانشگاه کرنل

در این مطالعه، هنگامی که یک فنچ گورخری نر تنها و تشنه با یک ماده مواجه شد، تشنگی او کاهش می یابد. و به جای آن به او تمرکز می کند، یک تغییر که در سیستم دوپامینی نیز نمایان می‌شود.”

محققان تکنیکی را با استفاده از روش های ضبط نوری و یک ویروس مهندسی شده توسعه دادند. ژن‌های موجود در ویروس باعث بیان حسگرهای فلورسنت دوپامین می‌شوند، به طوری که بافت متناسب با سطح دوپامین فلورسان می‌شود. فیبرهای نوری قرار داده شده در مغز قادر به اندازه گیری افزایش و کاهش سطح دوپامین در هنگام خواندن آواز پرندگان، محبت زنان و نوشیدن آب بودند.

در حالی که یک سیستم قبلی با استفاده از الکترودها به محققان امکان اندازه‌گیری سیگنال‌های دوپامین را تا 30 دقیقه می‌داد. این روش جدید به آنها اجازه می‌داد تا فعالیت نورون‌ها را تا چهار ساعت متوالی در طول هفته اندازه‌گیری کنند.

گلدبرگ گفت: «این یک پیشرفت فنی کلیدی بود که این کشف را ممکن کرد.”

در آزمایشات، گلدبرگ و همکارانش فنچ های گورخری نر را که حیواناتی اجتماعی هستند جدا کردند و همچنین آنها را تشنه کردند. به نر آموزش دادند که تشخیص دهد که یک چراغ چشمک زن به این معنی است که می تواند یک دهانه را نوک بزند و یک نوشیدنی بخورد، و وقتی پرنده تنها بود، نشانه سیگنال بزرگ دوپامین و بازیابی آب را تحریک می کرد. اما وقتی ماده به قفس اضافه شد، نر نشانه را نادیده گرفت و سیگنال دوپامین متوقف شد.

محققان می گویند که مراکز یادگیری مغز به صورت پویا در مقیاس های زمانی لحظه به لحظه باز می گردند. زیرا حیوان اولویت های خود را در پاسخ به فرصت های جدید در محیط تغییر می دهد.

بودجه: این مطالعه توسط مؤسسه ملی بهداشت تأمین شد.

خلاصه

گرسنگی، تشنگی، تنهایی و جاه طلبی، پاداش آن غذا، آب، تعامل اجتماعی و نتیجه عملکرد را تعیین می کند. نورون‌های دوپامین به پاداش‌هایی پاسخ می‌دهند که این نیازهای متنوع را برآورده می‌کنند. اما مشخص نیست که چگونه رفتار و سیگنال‌های دوپامین با تغییر اولویت‌ها با فرصت‌های جدید در محیط تغییر می‌کند.

یک احتمال این است که سیگنال های دوپامین برای نیازهای مجزا به مسیرهای دوپامین مجزا هدایت شوند. احتمال دیگر این است که سیگنال‌های دوپامین در یک مسیر مشخص به صورت پویا با پاداش‌های تعیین‌شده با اولویت فعلی تنظیم می‌شوند.

در اینجا ما از الکتروفیزیولوژی و فتومتری فیبر برای آزمایش چگونگی ارتباط سیگنال‌های دوپامین با رفع تشنگی، خوانندگی و خواستگاری تغییر جفت استفاده کردیم. زیرا فنچ‌های گورخری نر (Taeniopygia guttata) با فرصت‌هایی برای بازیابی آب، ارزیابی عملکرد آهنگ یا خواستگاری با یک ماده فراهم می‌شوند.

هنگامی که تنها بودیم، سیگنال‌های پاداش آب در دو مسیر استریاتال مشاهده شدند. اما سیگنال‌های خطای عملکرد مرتبط با آواز به ناحیه X، یک هسته مخطط متخصص برای آواز، هدایت شدند.

هنگام خواستگاری با یک زن، جستجوی آب کاهش می‌یابد و پاسخ‌های دوپامین به نتایج اجرای آب و آهنگ کاهش می‌یابد. در عوض، سیگنال‌های دوپامین در منطقه X توسط تماس‌های زنانه با آهنگ خواستگاری هدایت می‌شد.

بنابراین سیستم دوپامین با هدایت عملکرد صوتی و سیگنال‌های بازخورد اجتماعی به ناحیه مخطط برای برقراری ارتباط و تنظیم مجدد انعطاف‌پذیر برای پاداش‌های تعیین‌شده توسط نیازهای اولویت‌بندی، محرک‌های همزیستی را مدیریت می‌کند.