Нейробиологи из Центра Сейнсбери Веллком (SWC) и Университетского колледжа Лондона обнаружили, что помимо уже известного механизма обучения, основанного на вознаграждении, в мозге есть вторая система, которая отвечают за формирование привычек. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Как мозг формирует привычки и почему от них сложно избавиться
Британские ученые выяснили, что наш мозг использует две разные системы для обучения методом проб и ошибок. Именно это объясняет, как формируются привычки — полезные и вредные. Кроме того, открытие может помочь в лечении зависимостей, навязчивых состояний и болезни Паркинсона, считают исследователи.
Freepik
Две системы обучения
Раньше ученые знали только об одном способе обучения через дофамин — сигнале ошибки предсказания вознаграждения (RPE). Это когда мозг сравнивает ожидания с реальностью. Например, если человек пробует новый сэндвич, и он оказывается вкуснее, чем ожидалось, мозг запоминает, что в следующий раз стоит выбрать его снова.
Теперь же ученые обнаружили второй сигнал — ошибка предсказания действия (APE). Он уже не оценивает выгодность выбора, а просто запоминает, какое действие человек делает чаще. Со временем он превращает повторяющиеся действия в автоматические привычки. Так появляется «обычный» вариант сэндвича в кафе.
На изображении показаны две области мозга, которые были инактивированы во время выполнения задач – дорсомедиальный стриатум (DMS) и хвост стриатума (TS).
Ученые изучали дофаминовые нейроны — клетки, выделяющие гормон мотивации, — в трех зонах мозга:
- VTA и черная субстанция, связанные с PRE (система вознаграждения)
- Хвостатое ядро (хвост стриатума), которое отвечает за APE (формирование привычек)
Зачем мозгу две системы
Ученые считают, что наличие двух систем дает несколько преимуществ.
Экономия сил
Привычные действия — ходьба, вождений — не требуют постоянного анализа. Это освобождает ресурсы для сложных решений и задач.
Многозадачность
Если человек выполняет какое-то действие автоматически — ведет машину, — то он может делать параллельно что-то еще — разговаривать. При этом качество обоих действий не будет страдать.
Скорость реакции
В критических ситуациях мозг полагается на проверенные шаблоны и действия.
Эксперимент с мышами
Ученые решили изучить, как работают обе системы на мышах. Обычно грызуны сначала учились через PRE — их интересовала награда, — а потом переключались на APE. Однако мыши с «отключенным» хвостатым ядром — исследователи изолировали нейроны — не могли перейти к автоматическим действиям, даже после сотни повторений.
Флуоресцентные изображения, показывающие места в мозге — хвост стриатума (TS) и вентральный стриатум (VS).
Специалисты пришли к выводу, что система PRE нужна для гибкого обучения, а APE для стабильных привычек.
Как это поможет медицине
Во-первых, знание о двух системах может помочь в борьбе с зависимостями. Вредные привычки — курение, переедание — находятся в система APE. По этой причине стоит не просто запрещать себя какие-то действия, а заменять их другими. Например, жевать никотиновую жвачку вместо сигарет.
Во-вторых, ученые надеются, что их открытие поможет в борьбе с болезнью Паркинсона. При ней у людей гибнут двигательные дофаминовые нейроны — те самые, что работают с APE. Это приводит к тому, что пациенты не могут ходить, ведь это привычное действие, зато способны кататься на коньках, поскольку это нечто новое, требующее осознанного контроля (PRE).