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Hinweise darauf, wie sich die Gehirne auf langfristige Ziele konzentrieren

Diejenigen von Ihnen, die jemals einen langen Roadtrip gemacht haben, wissen, wie befriedigend es ist, endlich Ihr Ziel zu erreichen. Es gibt immer dieses langfristige Ziel, das dich dazu antreibt, deine Reise zu beenden. Aber was genau hält uns auf dem Laufenden?

Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) glauben, dass ihre neue Studie die Antwort aufdecken könnte.

Die Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht Natur, schlägt vor, dass der Neurotransmitter, Dopamin, eine Rolle spielt, wie das Gehirn den Wert langfristiger Belohnungen signalisiert.

Die Studie Autoren sagen, dass frühere Studien die Auswirkungen von Dopamin auf kurzfristige Ziele gezeigt haben. Tierstudien haben gezeigt, dass Dopamin-Neuronen kurze Ausbrüche von Aktivität zeigen, wenn Tiere eine unerwartete Belohnung erhalten.

Sie fügen hinzu, dass Dopamin-Signale eine wichtige Rolle bei der Verstärkung des Lernens spielen. So lernen Tiere, Handlungen auszuführen, die zu Belohnungen führen.

Aber die Forscher wollten untersuchen, wie sich Tiere auf langfristige Ziele konzentrieren, wie sie es im wirklichen Leben tun, wie etwa die Nahrungssuche.

Erhöhte Dopaminspiegel

Die Forscher trainierten Ratten, um durch ein Labyrinth in Richtung einer Milchschokolade-Belohnung zu navigieren. Das Ziel der Studie war zu sehen, wie sich das Dopaminsystem verändert, um sich an "verzögerte Befriedigung" anzupassen.

Eine Reihe von Tests durch die Labyrinthe wurde durchgeführt, während denen die Ratten einen Ton hörten, der sie anwies, an Kreuzungen entweder nach links oder nach rechts zu gehen.

Die Menge an Dopamin, die in das Striatum - eine für das Verstärkungslernen wichtige Gehirnstruktur - eintrat, wurde durch eine Technologie gemessen, die als Fast-Scan-Cyclovoltammetrie (FSCV) bezeichnet wird. Dies ist eine Serie von kleinen, implantierten Kohlefaserelektroden, die basierend auf ihrem elektrochemischen Fingerabdruck die Dopaminkonzentration messen können.

Die Ergebnisse der Forschung zeigten, dass der Dopaminspiegel während jeder Studie stetig anstieg und seinen Höhepunkt erreichte, als die Ratte die Schokolade erreichte, was nahelegte, dass die Ratte die Belohnung vorwegnahm, sagen die Forscher.

Sie fügten hinzu, dass das Dopaminsignal nicht mit der Laufgeschwindigkeit oder Versuchsdauer schwankte, und verglichen mit den Vorschlägen aus früheren Studien war der Dopaminspiegel nicht von der Wahrscheinlichkeit abhängig, dass die Ratte eine Belohnung erhielt.

Professor Ann Graybiel, Ermittler am McGovern Institute for Brain Research am MIT, sagt:

"Stattdessen scheint das Dopamin-Signal zu reflektieren, wie weit die Ratte von ihrem Ziel entfernt ist. Je näher es kommt, desto stärker wird das Signal."

Professor Graybiel fügt hinzu, dass die Größe des Signals auch mit der Größe der Belohnung zusammenhängt. Es wurde gefunden, je größer das Stück Schokolade war, das die Ratte erhalten würde, das Dopaminsignal stieg auf eine höhere Konzentration an.

Die Forschung könnte Parkinson-Symptome erklären

Die Versuche wurden auch in einem komplexeren Labyrinth durchgeführt, was bedeutete, dass die Ratten zusätzliche Wendungen machen mussten, bevor sie die Schokolade erreichten.

Professor Graybiel sagt:

"Es ist, als würde das Tier seine Erwartungen anpassen, wissend, dass es weitergehen würde.

Dies bedeutet, dass Dopaminspiegel verwendet werden können, um einem Tier zu helfen, Entscheidungen auf dem Weg zum Ziel zu treffen und die Entfernung zum Ziel abzuschätzen.

"Dieses" interne Leitsystem "könnte auch für Menschen nützlich sein, die auf dem Weg zu einem weit entfernten Ziel auch Entscheidungen treffen müssen."

Professor Graybiel sagt, dass sie schockiert wäre, wenn in menschlichen Gehirnen etwas Ähnliches nicht passieren würde und dass dies erklären könnte, warum Menschen, die an der Parkinson-Krankheit leiden, Schwierigkeiten haben, lange Aufgaben zu bewältigen.

"Vielleicht liegt das daran, dass sie dieses langsam ansteigende Dopaminsignal nicht produzieren können", sagt sie.

Zukünftige Forschungen werden sich mit der Frage beschäftigen, wie das Dopamin-Signal im Gehirn ansteigt, sagt Prof. Graybiel, denn viele Tiere haben "Ortszellen", die ihre räumliche Umgebung bestimmen. Sie fügt hinzu:

"Da unsere Ratten das Labyrinth wiederholt führen, vermuten wir, dass sie lernen, jeden Punkt im Irrgarten mit seiner Entfernung von der Belohnung zu assoziieren, die sie bei früheren Läufen erfahren haben."

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