چه در حال پشت سر گذاشتن یک مصاحبه شغلی باشید، چه برای اولین بار با فردی ملاقات کنید یا به یک چالش غیرمنتظره جواب دهید، پیروزی زیاد تر به توانایی شما در تنظیم رفتارتان بستگی دارد. در برخی شرایط، سازگاری سریع حتی می‌تواند برای بقا حیاتی باشد، اما مغز چطور می‌فهمد چه وقتی باید یک راهبرد قدیمی را کنار بگذارد و چیز جدیدی را امتحان کند؟

به نقل از ساینس‌دیلی، یک پژوهش تازه به این سوال جواب می‌دهد. دانشمندان علوم اعصاب در «موسسه علوم و فناوری اوکیناوا»(OIST) یک مکانیسم کلیدی را در مغز شناسایی کرده‌اند که به حیوانات پشتیبانی می‌کند تا با تحول ناگهانی شرایط سازگار شوند. این یافته‌ها می‌توانند فهمیدن ما را از شرایطی که ترک عادت‌ها را دشوار می‌کند همانند اعتیاد، اختلال وسواس فکری عملی و بیماری پارکینسون بهبود ببخشد.

پروفسور «جفری ویکنز»(Jeffery Wickens)، رئیس واحد تحقیقات نوروبیولوژی موسسه علوم و فناوری اوکیناوا و از پژوهشگران این پروژه او گفت: مکانیسم‌های مغزی پشت تحول رفتارها هم چنان مبهم باقی مانده‌اند، چون سازگاری با یک سناریوی معین از نظر عصبی زیاد پیچیده است. این کار به فعالیت به‌هم‌مدام در چندین ناحیه مغز نیاز دارد. پژوهش‌های قبل نشان داده‌اند سلول‌های مغزی موسوم به «نورون‌های رابط کولینرژیک»(Cholinergic Interneurons) که یک انتقال‌دهنده عصبی به نام «استیل‌کولین»(Acetylcholine) را آزاد می‌کنند، در تشکیل انعطاف‌پذیری رفتاری نقش دارند. ما در این پژوهش توانستیم از راه حلهای تصویربرداری پیشرفته برای مشاهده در لحظه آزادسازی انتقال‌دهنده عصبی منفعت گیری کنیم و به مکانیسم‌های اساسی پشت انعطاف‌پذیری رفتاری بپردازیم.

چطور مغز به ناامیدی غیرمنتظره جواب می‌دهد؟ پژوهشگران برای بازدید این نوشته، موش‌ها را برای پیمایش در یک هزارتوی مجازی آموزش دادند. موش‌ها یاد گرفتند که کدام مسیر به پاداش می‌رسد و کم کم یک راهبرد قابل مطمعن را برای رسیدن به آن تشکیل کردند.

سپس، پژوهشگران قوانین را تحول دادند. بعد از تحول مسیر پاداش، موش‌ها به طور غیرمنتظره‌ای از دریافت پاداشی که پیش‌بینی می‌کردند بازماندند. پژوهشگران با منفعت گیری از میکروسکوپ دو فوتونی، فعالیت درون مغز موش‌ها را زمان عکس العمل نشان دادن به این نتیجه شگفت‌انگیز بازدید کردند.

دکتر «گیدئون سارپونگ»(Gideon Sarpong)، پژوهشگر ارشد این پروژه او گفت: از نظر عصبی، ما ناظر افزایش قابل توجهی در آزادسازی استیل‌کولین در نواحی خاصی از مغز بودیم و از نظر رفتاری، موش‌های بیشتری را دیدیم که رفتاری به نام تحول مسیر ازدست‌رفته را به نمایش می‌گذاشتند و بعد از عدم دریافت پاداش، انتخاب‌های خود را در هزارتو تحول می‌دادند. هرچه افزایش استیل‌کولین زیاد تر باشد، گمان تحول انتخاب‌های آینده موش‌ها زیاد تر است. نتایج آزمایش ما اهمیت استیل‌کولین را در ترک عادت‌ها و تشکیل امکان انتخاب‌های تازه نشان دادند.

پژوهشگران برای آزمایش این که آیا استیل‌کولین واقعاً مسئول این انعطاف‌پذیری رفتاری است، توانایی موش‌ها را در تشکیل این انتقال‌دهنده عصبی افت دادند. تاثییر این تحول آشکار می بود. موش‌ها حرکت گمراه‌کننده زیاد کمتری را نشان دادند که علتمی‌شود بعد از یک نتیجه غیرمنتظره، کمتر تصمیمات خود را تعدیل کنند. نتایج قبول کردند که استیل‌کولین در پشتیبانی به مغز برای سازگاری با تحول شرایط نقش اساسی دارد.

دلنشین اینجاست که همه نورون‌های رابط کولینرژیک به یک شکل عکس العمل نشان ندادند. زیاد تر آنها استیل‌کولین بیشتری آزاد کردند، اما برخی از خوشه‌های کوچک سلولی، تحول زیاد کم یا حتی افت فعالیت را نشان دادند. به حرف های پژوهشگران، این کار می‌تواند به نگه داری اطلاعات مربوط به رفتارهای موفق قبل پشتیبانی کند. سارپونگ او گفت: این مشخص می کند که موش‌ها لزوماً مسیر قبلی پاداش را از یاد نمی‌برند، اما این اطلاعات را در صورت تحول مجدد حالت نگه داری می‌کنند.

پژوهشگران پافشاری کردند که انعطاف‌پذیری رفتاری شامل شبکه‌ای زیاد بزرگتر از یک انتقال‌دهنده عصبی یا سلول مغزی است. چندین ناحیه مغز و سیستم‌های سیگنال‌دهی شیمیایی با هم کار می‌کنند تا به حیوانات و انسان‌ها در سازگاری با موقعیت‌های در حال تحول پشتیبانی کنند.

یافته‌های تازه، قسمت مهمی از این معما را اراعه خواهند داد. ویکنز او گفت: این یک قطعه مهم از پازل است، چون فعالیت جسم مخطط مغز که نورون‌های رابط کولینرژیک در آن نگهداری خواهد شد، جزء مهم این سیستم است.

فراتر از پیشرفت علوم اعصاب پایه، این پژوهش در نهایت می‌تواند به اراعه درمان‌های بهتر برای اختلالات عصبی و روانی پشتیبانی کند.

این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.