Wie man ein gehirn zwischen zufälligem und strategischem denken umkippt


Wie man ein gehirn zwischen zufälligem und strategischem denken umkippt

Bei Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campus, Wissenschaftler behaupten, gezeigt haben, dass das Gehirn in der Lage ist, vorübergehend trennen Vergangenheit Erfahrungen aus Entscheidungsfindung Gehirn Regionen. Die Konsequenz dieser Trennung ist, dass Entscheidungsunterrichtsstunden aufgegeben werden, was zu einem zufälligen Verhalten führt.

Um eine unvorhersehbare Umgebung zu schaffen, platzierten die Forscher Ratten in einer wettbewerbsfähigen Umgebung, wo ein Computer bestimmt, welche von zwei vorhandenen Löchern im Lebensraum eine süße Leckerei für die Ratten hervorbringen würde.

Die Forscher sind der Auffassung, dass in einigen Fällen zufälliges Verhalten tatsächlich vorzuziehen sein könnte Erfahrung-informierte Entscheidungsfindung. Zum Beispiel könnte ein Tier die beste Chance haben, die Prädation zu vermeiden, wenn es sich unvorhersehbar bewegt.

Einige Wissenschaftler haben sich also gefragt, ob das Gehirn eine eingebaute Methode hat, diese Erfahrungen auszuschalten, um zufälliges Verhalten zu erzeugen.

Das Janelia-Team hat sich entschlossen, dies zu untersuchen, trotz einiger Kritik von anderen Forschern. "Sie argumentieren, dass es ineffizient ist, und dass es im Widerspruch zu dem sein würde, was manche Leute eines der zentralsten operativen Prinzipien des Gehirns nennen - um unsere bisherigen Erfahrungen zu nutzen Und Wissen, um Verhaltensmöglichkeiten zu optimieren ", erklärt Laborkopf Alla Karpova.

Von der Forschung des Teams, sagt Karpova, dass sie versucht haben, "eine Einstellung zu schaffen, die die Notwendigkeit drängen würde, Verhaltensvariabilität und Unberechenbarkeit zu seinem Extrem zu schaffen".

Um diese Umgebung zu schaffen, platzierten die Forscher Ratten in einer wettbewerbsfähigen Umgebung, wo ein Computer bestimmt, welche von zwei vorhandenen Löchern im Lebensraum eine süße Leckerei für die Ratten hervorbringen würde.

Darüber hinaus war der Computer in der Lage, das Verhalten der Ratten zu analysieren, ihre zukünftigen Verhaltensweisen vorherzusagen und dann ihre Handlungen entsprechend zu ändern. Eine "Raffinesse" -Variable in der Software des Computers wurde von den Forschern kontrolliert.

Karpova erklärt:

Wir dachten, wenn wir mit sehr anspruchsvollen Konkurrenten auftauchen würden, dann würden die Tiere schließlich nicht in der Lage sein, herauszufinden, wie man sie übertrifft und gezwungen ist, entweder aufzugeben oder in diesen [zufälligen] Modus zu wechseln, wenn ein solcher Modus existiert."

Die Vorhersage des Teams war richtig. Wenn der Computer auf einer niedrigen Raffinesse-Einstellung operierte, würden die Ratten strategische Entscheidungen treffen, die auf den Ergebnissen früherer Versuche basieren.

Aber als die Forscher die Raffinesse der Maschine anstarrten und es erlaubten, starke Vorhersagen zu machen, vernachlässigten die Ratten die bisherigen Erfahrungen und machten bei ihrer Suche nach dem zuckerhaltigen Preis scheinbar zufällige Auswahl.

Die anterior cinguläre Kortex - Heimat unseres "internen Modells" der Welt

Der nächste Schritt für die Forscher war, genau zu untersuchen, wie die Ratte Gehirne dieses zufällige Verhalten initiieren. Das Team fragte sich, ob die anterior cinguläre Kortikalis des Gehirns verantwortlich sein könnte - denn es ist diese Hirnregion, in der das "interne Modell" unserer Welt höchstwahrscheinlich verschlüsselt ist.

Durch die Manipulation eines Stresshormons - Norepinephrin - in den vorderen cingulären Kortex der Tiere fanden die Forscher heraus, dass sie tatsächlich das Verhalten der Ratten zwischen zufälligen und strategischen Modi umschalten konnten.

Als das Hormon erhöht wurde, wurde das zufällige Verhalten aktiviert, und als das Hormon unterdrückt wurde, traten die Ratten in den Zufallsmodus ein.

Doch Karpova und Kollegen bemerkten, dass sich einige Ratten nach wie vor verhalten, auch wenn es keinen strategischen Vorteil für ihre Zufälligkeit gab:

Wenn alles, was sie erlebt haben, dieser wirklich anspruchsvolle Konkurrent für mehrere Sessions ist, die ihre Versuche zur strategischen, modellbasierten Gegenvorhersage vereiteln, gehen sie in diesen [zufälligen Modus], und sie können sich schon lange daran festhalten Konkurrent ist weg."

Karpova schlägt vor, dass dieses Verhalten eine Art "gelehrte Hilflosigkeit" ist, ähnlich wie bei der Entscheidungsfindung beeinträchtigt wird, nachdem eine Person eine Erfahrung erlebt hat, in der sie ihre Umgebung nicht kontrollieren können.

Durch die Unterdrückung der Freisetzung von Norepinephrin in der anterioren cingulären Kortikalis konnte das Team die Ratten aus diesem "stecken" -Verhalten freisetzen. "Wir denken, dass dies das Licht verletzen könnte, was unter den Bedingungen wie der gelehrten Hilflosigkeit und möglicherweise gegangen ist Wie wir helfen können, sie zu lindern ", sagt Karpova.

Nun, da die Forscher - die ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlichen Zelle - haben einen Mechanismus identifiziert, der das Gehirn zwischen zufälligen und strategischen Verhaltensweisen umwandelt, sie interessieren sich dafür, wie diese Verhaltensweisen in alltäglichen Einstellungen kontrolliert werden.

"Wir versuchen normalerweise, unser ganzes Wissen zu nutzen, um strategisch zu denken, aber manchmal müssen wir noch erforschen", schlägt Karpova vor.

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