Adfærdstilstande kan påvirke udførelsen af målrettede sansemotoriske opgaver. Alligevel er det uklart, hvordan ændrede neuronale sensoriske repræsentationer i disse tilstande relaterer sig til opgaveudførelse og læring.
Forskere fra University of Geneva (UNIGE) og EPFL har vist, hvordan motivation ændrer hjernekredsløbene hos mus, der styrer sanseopfattelsen, før de træffer beslutninger. Denne undersøgelse forklarer, hvordan overdreven eller utilstrækkelig motivation kan påvirke vores opfattelse og dermed vores beslutninger.
I samarbejde med professor Carl Petersens team ved EPFL undersøgte forskere, hvilken rolle en bestemt intern stat spiller – motivation – i opfattelse og beslutningstagning. I mere end et århundrede har det været kendt, at der eksisterer en sammenhæng mellem årsag og ydeevne. For meget eller for lidt motivation er skadeligt for præstationen. Men hvordan dette påvirker vores neurale kredsløb er stadig uklart.
Sami El-Boustani, undersøgelsens hovedforfatter, sagde: "Vi ønskede at observere, hvordan sensorisk information transmitteres af neuroner i cortex ændres af graden af motivation og i hvilket omfang sidstnævnte kan påvirke læring og præstation i en beslutningsopgave.”
Undersøgelsesgruppen skabte et adfærdsparadigme ved hjælp af mus på en reguleret vandforbrugsplan. De trænede først gnaverne til at bruge to knurhår (A og B) til at reagere på taktile input og til at udføre en handling (slikke en tud) udelukkende med knurhår A for at få en dråbe vand. Disse mus reagerede hovedsageligt på stimuleringen af knurhår A efter denne træning, hvilket demonstrerede deres evne til at skelne mellem disse to fornemmelser. For yderligere at ændre gnavernes drift til at deltage i eksperimentet, kørte forskerne disse tests ved gradvist lavere tørstniveauer.
Gnavernes ydeevne var lav, når de var virkelig tørstige og derfor meget motiverede. De slikkede tuden uden at skelne mellem de knurhår, der blev vakt. Men deres handlemåde blev ideel, da de kun var lidt tørstige. Når knurhår A blev aktiveret, slikkede de primært tuden. Endelig, da de ikke var særlig tørstige, klarede de sig igen dårligt på opgaven.
Giulio Matteucci, en postdoktor i Sami El-Boustanis laboratorium og undersøgelsens første forfatter, sagde: "Ved at observere aktiviteten af neuronale populationer, der er ansvarlige for perceptuel beslutningstagning i disse mus, opdagede forskerne, at neuroner i disse kredsløb blev oversvømmet med elektriske signaler, når mus var hypermotiverede. Omvendt var signalerne for svage i en tilstand af lav motivation. Hyper-motivation fører til den stærke stimulering af corticale neuroner, hvilket forårsager et tab af præcision i opfattelsen af taktile stimuli."
I modsætning hertil blev nøjagtigheden af den sensoriske information genfundet i tilstanden med lav motivation, men styrken af signalet var for lav til, at det kunne overføres korrekt. Som et resultat blev opfattelsen af stimuli også svækket.
Carl Petersen, fuld professor ved Brain Mind Institute of EPFL og co-senior forfatter i undersøgelsen, sagde: "Disse resultater åbner nye perspektiver. De afslører også, at motivationsniveauet ikke kun påvirker beslutningstagning men også opfattelsen af sensorisk information, som fører til beslutningen.”
”Dette arbejde tyder også på, at det er nødvendigt at afkoble tilegnelsen og udtryk for ny viden. Vi observerede, at mus forstod reglen meget hurtigt, men kun kunne udtrykke denne læring meget senere, afhængigt af en ændret opfattelse forbundet med deres motivationsniveau. Denne opklaring af motivationens rolle i læring åbner vejen for nye adaptive metoder, der sigter mod at opretholde et optimalt motivationsniveau under læring."
Journal Reference:
- Giulio Matteucci, Maëlle Guyoton, et al. Kortikal sensorisk behandling på tværs af motivationstilstande under målstyret adfærd. Neuron. DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.09.032
