Серотонин побољшава учење, а не само расположење
Неуротрансмитер серотонин повезан је са контролом расположења, мада помаже и у регулацији разних других функција, попут сна и сексуалне жеље. Ново истраживање открило је још једну улогу коју игра серотонин: повећање брзине учења.
Иако су варијације нивоа серотонина повезане са поремећајима расположења попут депресије, још увек не знамо толико о свим улогама које овај неуротрансмитер игра.
Неки претходни студијски радови то повезују са меморијом и неуропластичношћу, или способношћу мозга да се континуирано прилагођава током човековог живота како би сачувао здравље и когнитивне функције.
Сада су се научници из две институције - Цхампалимауд-овог центра за непознате (ЦЦУ) у Лисабону у Португалу и Универзитетског колеџа у Лондону (УЦЛ) у Великој Британији - дубље укопали и открили да је и серотонин укључен у процесе учења.
Тачније, чини се да доприноси брзини којом сазнајемо нове информације, како истраживачи објашњавају у раду који је сада објављен у часопису Натуре Цоммуницатионс.
Студија, изведена на моделу миша, тестирала је колико брзо би животиње могле да прилагоде своје понашање датој ситуацији. Чинило се да је серотонин играо улогу у овом процесу.
„Студија је открила да серотонин повећава брзину учења“, објашњава коаутор студије Зацхари Маинен, из ЦЦУ.
„Када су се серотонински неурони вештачки активирали, користећи светлост, то је убрзало мишеве да прилагоде своје понашање у ситуацији која захтева такву флексибилност“, додаје он.
„Односно, дали су већу тежину новим информацијама и стога су се брже предомислили када су ти неурони били активни.“
Зацхари Маинен
Две стратегије учења
Да би проучавали процесе учења и брзину животиња, истраживачи су излагали мишеве задатку учења у којем је циљ био проналазак воде.
„Животиње су смештене у комору у коју су морали да забодете дозатор воде са леве или са десне стране - који би, са извесном вероватноћом, тада точио воду или не“, каже аутор студије Мадалена Фонсеца, ЦЦУ, објашњавајући образац експеримента.
Мишеви су непрестано покушавали да дођу до воде из дозатора и научили су како је већа вероватноћа да ће је наћи на основу покушаја и грешака. Али, тим је приметио, колико су животиње чекале између покушаја, варирало је.
Понекад су животиње поново покушале да дођу до воде одмах након што су већ покушале, а понекад су чекале дуже пре другог испитивања.
Научници су такође видели да су мишеви чекали дуже између покушаја на почетку и на крају експерименталне сесије дана.
То је навело истраживаче да претпоставе да би на почетку сесије животиње и даље могле бити растресене и незаинтересоване за задатак који се обавља, „можда у нади да ће изаћи из експерименталне коморе“, како пишу аутори студије.
Па опет, на крају сесије, мишевима можда недостаје мотивације да наставе да траже воду јер су се до тада можда већ заситили.
Тако уочена варијабилност на крају је навела тим да схвати како серотонин може утицати на учење и доношење одлука.
У зависности од времена чекања које мишеви преферирају између покушаја проналаска воде, такође су користили једну од две врсте стратегија како би повећали вероватноћу успеха у својим суђењима.
Радна меморија у односу на дугорочну меморију
Са кратким интервалима чекања између покушаја животиња, научници су приметили да су мишеви склони да своју стратегију заснују на исходу - успешном или неуспешном - претходног испитивања.
Односно, да су мишеви управо успели да дођу до воде из једног дозатора, покушали би поново са истим. Ако овај сада не успе, прешли би на други дозатор. Овај приступ се назива стратегијом „победи-остани-изгуби-пребаци“.
У случају дужих интервала чекања између испитивања, мишеви су вероватније одлучили на основу нагомиланих прошлих искустава.
Истраживачи објашњавају да ово значи да су у првом случају мишеви користили радну меморију или тип краткорочног памћења који доводи до адаптивног доношења одлука на основу непосредног искуства.
У другом случају, међутим, животиње су користиле своје дугорочно памћење, приступајући већ ускладиштеном знању које је изграђено током времена.
Серотонин чини учење ефикаснијим
Користећи оптогенетику - технику која користи светлост за манипулисање молекулима у живим ћелијама - истраживачи ЦЦУ стимулисали су ћелије које производе серотонин у мозгу мишева да виде како повишени нивои овог неуротрансмитера могу утицати на понашање животиња у задатку учења.
Када су анализирали акумулиране податке, узимајући у обзир интервале чекања између испитивања мишева, закључили су да већи ниво серотонина појачава колико су ефикасно животиње училе из претходних искустава. Ово се, међутим, односило само на изборе донете након дужих интервала чекања.
„Серотонин увек побољшава учење из награде, али овај ефекат је очигледан само на подскупу избора животиња“, примећује коаутор студије Масаиосхи Мураками, из ЦЦУ.
„На већини суђења“, додаје истраживач УЦЛ-а Кииохито Иигаиа, „избор је био вођен„ брзим системом “, где су животиње следиле стратегију победе-останка-пораза. Али на малом броју испитивања открили смо да ова једноставна стратегија уопште није објаснила избор животиња. "
„На овим суђењима“, каже он, „уместо тога открили смо да су животиње следиле свој„ спор систем “, у којем је историја награђивања за многа испитивања, а не само најновија испитивања, утицала на њихов избор.“
„Штавише,“ додаје Иигаиа, „серотонин је утицао само на ове потоње изборе, у којима је животиња следила спор систем.“
Везе са расположењем и понашањем
Аутори такође верују да налази могу објаснити зашто су селективни инхибитори поновног преузимања серотонина (ССРИ) - врста лека која појачава ниво серотонина и која се користи у лечењу депресије - најефикаснији када се користе у комбинацији са когнитивном бихевиоралном терапијом (ЦБТ).
Док се ССРИ решавају депресије бавећи се хемијским неравнотежама у мозгу, циљ ЦБТ-а је да промени реакције у понашању како би побољшао симптоме депресије.
„Наши резултати сугеришу да серотонин појачава пластичност [мозга] утичући на брзину учења“, пишу аутори студије у закључку објављеног рада.
Они додају: „Ово резонује, на пример, чињеницом да лечење ССРИ-ом може бити ефикасније у комбинацији са такозваном когнитивном бихевиоралном терапијом, која подстиче нарушавање навика код пацијената.“
