Stany behawioralne mogą wpływać na wykonywanie zadań sensomotorycznych ukierunkowanych na cel. Jednak nie jest jasne, w jaki sposób zmienione reprezentacje czuciowe neuronów w tych stanach odnoszą się do wykonywania zadań i uczenia się.
Naukowcy z Uniwersytet w Genewie (UNIGE) i EPFL wykazali, jak motywacja zmienia obwody mózgowe myszy, które kontrolują percepcję sensoryczną przed podjęciem decyzji. Niniejsze badanie wyjaśnia, jak nadmierna lub niewystarczająca motywacja może wpływać na naszą percepcję, a w konsekwencji na nasze decyzje.
We współpracy z zespołem profesora Carla Petersena z EPFL badacze zbadali rolę, jaką odgrywa określony stan wewnętrzny – motywacja – w percepcji i podejmowaniu decyzji. Od ponad wieku wiadomo, że istnieje związek między przyczyną a działaniem. Zbyt duża lub zbyt mała motywacja ma negatywny wpływ na wydajność. Jednak, jak to wpływa na nasze obwody neuronowe, pozostaje niejasne.
Sami El-Boustani, główny autor badania, powiedział: „Chcieliśmy obserwować, w jaki sposób informacje sensoryczne przekazywane są przez neurony w korze zależy od stopnia motywacji i stopnia, w jakim ta ostatnia może wpływać na uczenie się i wydajność w zadaniu decyzyjnym”.
Grupa badawcza stworzyła paradygmat behawioralny, wykorzystując myszy według harmonogramu regulowanego spożycia wody. Najpierw nauczyli gryzonie używania dwóch wąsów (A i B) do reagowania na dotyk i wykonywania czynności (lizania dziobka) wyłącznie wąsem A, aby uzyskać kroplę wody. Myszy te reagowały głównie na stymulację wąsów A po tym treningu, demonstrując swoją zdolność do rozróżniania tych dwóch doznań. Aby jeszcze bardziej zmodyfikować skłonność gryzoni do zaangażowania się w eksperyment, naukowcy przeprowadzili te testy przy coraz niższym poziomie pragnienia.
Wydajność gryzoni była niska, gdy były naprawdę spragnione, a co za tym idzie, bardzo zmotywowane. Polizali dzióbek, nie rozróżniając wzbudzonych wąsów. Jednak ich postępowanie stało się idealne, gdy byli tylko trochę spragnieni. Kiedy aktywowano wąs A, lizały przede wszystkim dziobek. Wreszcie, kiedy nie byli szczególnie spragnieni, znowu źle wywiązali się z zadania.
Giulio Matteucci, doktorant w laboratorium Sami El-Boustani i pierwszy autor badania, powiedział: „Obserwując aktywność populacji neuronów odpowiedzialnych za percepcyjne podejmowanie decyzji u tych myszy, naukowcy odkryli, że neurony w tych obwodach były zalewane sygnałami elektrycznymi, gdy myszy były nadmiernie zmotywowane. Z drugiej strony sygnały były zbyt słabe w stanie niskiej motywacji. Hipermotywacja prowadzi do silnej stymulacji neuronów korowych, co powoduje utratę precyzji w odbiorze bodźców dotykowych.”
Natomiast w stanie niskiej motywacji odzyskano dokładność informacji sensorycznych, ale siła sygnału była zbyt niska, aby można było go prawidłowo przekazać. W rezultacie zaburzona została również percepcja bodźców.
Carl Petersen, profesor zwyczajny w Brain Mind Institute of EPFL i współautor badania, powiedział: „Te wyniki otwierają nowe perspektywy. Ujawniają również, że poziom motywacji wpływa nie tylko podejmowanie decyzji ale także percepcja informacji sensorycznych, która prowadzi do decyzji.”
„Ta praca sugeruje również, że konieczne jest oddzielenie zdobywania i wyrażania nowej wiedzy. Zaobserwowaliśmy, że myszy bardzo szybko zrozumiały tę zasadę, ale potrafiły wyrazić tę naukę dopiero znacznie później, w zależności od zmienionej percepcji związanej z ich poziomem motywacji. To odkrycie roli motywacji w uczeniu się otwiera drogę do nowych metod adaptacyjnych, które mają na celu utrzymanie optymalnego poziomu motywacji podczas uczenia się.”
Referencje czasopisma:
- Giulio Matteucci, Maëlle Guyoton i in. Korowe przetwarzanie sensoryczne w stanach motywacyjnych podczas zachowania ukierunkowanego na cel. Neuron, DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.09.032
