Beteendetillstånd kan påverka utförandet av målinriktade sensorimotoriska uppgifter. Ändå är det oklart hur förändrade neuronala sensoriska representationer i dessa tillstånd relaterar till uppgiftsutförande och inlärning.
Forskare från University of Geneva (UNIGE) och EPFL har visat hur motivation förändrar hjärnans kretsar hos möss som styr sensorisk uppfattning innan beslut fattas. Denna studie förklarar hur överdriven eller otillräcklig motivation kan påverka vår uppfattning och, följaktligen, våra beslut.
I samarbete med professor Carl Petersens team vid EPFL studerade forskare vilken roll en specifik intern stat spelar – motivation – i uppfattning och beslutsfattande. I mer än ett sekel har det varit känt att det finns ett samband mellan orsak och prestation. För mycket eller för lite motivation är skadligt för prestationen. Men hur detta påverkar våra neurala kretsar är fortfarande oklart.
Sami El-Boustani, studiens huvudförfattare, sa: "Vi ville observera hur sensorisk information överförs av neuroner i cortex förändras av graden av motivation och i vilken utsträckning den senare kan påverka inlärning och prestation i en beslutsfattande uppgift.”
Studiegruppen skapade ett beteendeparadigm med hjälp av möss på ett reglerat vattenförbrukningsschema. De tränade först gnagarna att använda två morrhår (A och B) för att svara på taktila inmatningar och att utföra en åtgärd (slicka en pip) uteslutande med morrhår A för att få en droppe vatten. Dessa möss svarade huvudsakligen på stimuleringen av morrhår A efter denna träning, vilket visar deras förmåga att skilja mellan dessa två förnimmelser. För att ytterligare modifiera gnagarnas drivkraft att delta i experimentet, körde forskarna dessa tester på gradvis lägre törstnivåer.
Prestandan hos gnagare var låg när de var riktigt törstiga och följaktligen mycket motiverade. De slickade pipen utan att göra skillnad på morrhåren som väcktes. Deras handlingssätt blev dock idealiskt när de bara var något törstiga. När morrhår A aktiverades slickade de i första hand pipen. Slutligen, när de inte var särskilt törstiga, presterade de återigen dåligt på uppdraget.
Giulio Matteucci, en postdoktor vid Sami El-Boustanis laboratorium och studiens första författare, sa: "Genom att observera aktiviteten hos neuronala populationer som ansvarar för perceptuellt beslutsfattande i dessa möss, upptäckte forskarna att neuroner i dessa kretsar översvämmades med elektriska signaler när mössen var hypermotiverade. Omvänt var signalerna för svaga i ett tillstånd av låg motivation. Hypermotivation leder till stark stimulering av kortikala neuroner, vilket orsakar en förlust av precision i uppfattningen av taktila stimuli."
I tillståndet med låg motivation återfanns däremot noggrannheten hos den sensoriska informationen, men styrkan på signalen var för låg för att den skulle kunna överföras korrekt. Som ett resultat försämrades också uppfattningen av stimuli.
Carl Petersen, professor vid Brain Mind Institute of EPFL och medförfattare i studien, sa: ”Dessa resultat öppnar nya perspektiv. De avslöjar också att motivationsnivån inte bara påverkar beslutsfattande men också uppfattningen av sensorisk information, som leder till beslutet.”
”Detta arbete tyder också på att det är nödvändigt att frikoppla förvärvet och uttrycket av ny kunskap. Vi observerade att möss förstod regeln mycket snabbt men kunde bara uttrycka denna inlärning mycket senare, beroende på en förändrad uppfattning kopplad till deras motivationsnivå. Denna nyssning av motivationens roll i lärande öppnar vägen för nya adaptiva metoder som syftar till att upprätthålla en optimal nivå av motivation under lärande.”
Tidskriftsreferens:
- Giulio Matteucci, Maëlle Guyoton, et al. Kortikal sensorisk bearbetning över motivationstillstånd under målinriktat beteende. Neuron. DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.09.032
