{{{sourceTextContent.title}}}

Gli scienziati segnano il circuito con esattezza del cervello per la preferenza di rischio in ratti

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Quando i ratti sono stati preparati per scegliere fra le opzioni alte- ed a basso rischio mentre un circuito nei loro cervelli è stato controllato e manipolato stato, un segnale specifico in quel circuito ha determinato la loro scelta.

{{{sourceTextContent.description}}}

I ricercatori a Stanford University hanno identificato un piccolo gruppo di cellule nervose in una regione specifica del cervello di ratti di cui segnalando l'attività, o la mancanza, spiega la vasta massa delle differenze nelle preferenze di comportamento imprudente fra gli animali.

Quell'attività non solo predice ma efficacemente determina se un animale decide di prendere una probabilità o un bastone con la scelta sicura.

I risultati spiegano la ricerca non invadente condotta precedentemente in esseri umani. «Gli esseri umani ed i ratti fanno le simili strutture del cervello coinvolgere,» ha detto Karl Deisseroth, il MD, il PhD, professore della bioingegneria e della psichiatria e delle scienze comportamentistiche. «Ed abbiamo trovato che una droga conosciuta per aumentare la preferenza di rischio nella gente ha avuta lo stesso effetto sui ratti. Così ogni indicazione è che questi risultati sono pertinenti agli esseri umani.

«Il comportamento rischioso ha suoi momenti dove è utile,» lui ha aggiunto. «Come specie, non saremmo venuto per quanto abbiamo senza.»

Ma una tendenza per comportamento ad alto rischio può danneggiare, anche, ha detto Deisseroth, uno psichiatra di pratica. «Ho visto i pazienti di chi attività aberrante alla ricerca di alta ha provocato gli incidenti, le dipendenze ed i cedimenti sociali, finanziari o professionali che li hanno esposti a molti danno e colpa.»

La ricerca è descritta in un articolo ha pubblicato il 23 marzo online in natura. Deisseroth è l'autore senior. L'autore principale è dottorando Kelly Zalocusky.

Facendo luce non solo su come le diverse decisioni sono prese ma su perché gli individui differiscono nei loro profili globali di comportamento imprudente, lo studio potrebbe fornire una migliore comprensione di alcune circostanze psichiatriche e condurre per migliorare i farmaci per trattarli. E, per quella materia, potrebbe aiutare i ricercatori ad attenuare l'effetto delle droghe che influenzare le preferenze di rischio. Per esempio, una droga chiamata pramipexolo, prescritto per la malattia del Parkinson ed altri disordini del cervello, può causare il problema che gioca.

L'appetito per il rischio varia

Gli individui variano nel loro appetito per il rischio, hanno detto Deisseroth, il DH. Chen Professor e un ricercatore di Howard Hughes Medical Institute. La maggior parte dei esseri umani adulti sono relativamente rischio-avversi. Dato una scelta fra per esempio uno stipendio stabile o un reddito indipendente di variazione che è probabile finire a lungo termine essere circa lo stesso o persino piuttosto più grande, gli individui selezioneranno solitamente l'opzione stipendiata.

Il comportamento rischioso ha suoi momenti dove è utile.

Quello ha significato evolutivo, Deisseroth ha detto. «Uno non può considerare sempre lungo. In un mondo sempre-cambiante riempito di pericoli che variano dall'inedia ai predatori, anche se un'opzione più rischiosa ha col passare del tempo un più alto ritorno previsto, uno non può vivere sempre abbastanza lungamente per approfittarlo,» ha detto.

Tuttavia, una minoranza all'interno di ciascuno specie studiate tende a preferire il rischio. E perfino gli individui in gran parte rischio-avversi a volte scelgono le opzioni più rischiose.

I ricercatori hanno messo a fuoco su un complesso dei circuiti del cervello conosciuto come il sistema della ricompensa che è diviso da ogni creatura vivente dalle mosche agli esseri umani. La conservazione evolutiva di questi circuiti è dovuto il suo ruolo essenziale nel comportamento degli individui guidanti e nell'assicurazione della sopravvivenza delle specie, inducendo le sensazioni piacevoli ed amplificando la motivazione in risposta all'anticipazione o alla realizzazione dei comportamenti come il cibo ed accoppiamento.

Ricompensi il tratto di nervo chiave del sistema

Una caratteristica di centro del sistema della ricompensa è un tratto di nervo che proietta da una struttura del profondo-cervello chiamata l'area tegmental ventrale ad un'altra struttura nel forebrain, il nucleus accumbens. Le cellule nervose in questo tratto possono secernere una dopamina chiamata chimica che lega per sorgere i ricevitori che risiedono su alcune cellule nervose nel nucleus accumbens. Ciò, a sua volta, brucia l'attività all'interno delle cellule che dopamina-ricevitori del porto. I ricevitori rientrano pricipalmente in due categorie, DR1 e DR2, che principalmente sono trovati sulle cellule differenti.

Attingendo i suggerimenti dalla letteratura medica — compreso ricerca umana precedente di cervello-rappresentazione dal co-author di studio e dal professore associato di psicologia Brian Knutson, PhD, indicante attività aumentata nel nucleus accumbens quando la gente stava studiando la possibilità di assumersi le responsabilità — i ricercatori hanno azzerato dentro su attività in cellule nervose di DR2-containing nel nucleus accumbens durante il processo decisionale. Hanno utilizzato una singola, fibra ottica capelli-sottile impiantata nel nucleus accumbens dei ratti ad entrambi i segnali elettrochimici del monitor là — una tecnica ha chiamato la fotometria della fibra — e duplichi precisamente la sincronizzazione e la grandezza di questi segnali naturali stimolando le cellule con luminoso una tecnica chiamata optogenetics. Entrambe le tecniche sono state aperte la strada a nel laboratorio di Deisseroth.

Gli scienziati hanno mirato alle cellule DR2 in ratti che erano stati preparati e misura per sia la fotometria che il optogenetics della fibra con una fibra ottica sottile e impiantata che ha permesso che i ratti si muovessero liberamente. Gli esperimenti che sono seguito sono stati progettati da Zalocusky e dai suoi colleghi compreso Knutson e Deisseroth.

Mmmmm, acqua di zucchero

I ratti potrebbero iniziare una sessione colpendo il loro naso in un foro, a cui le leve del punto due avrebbero schioccato fuori. Tirando una leva, i ratti presto hanno imparato, provocato una dose credibile dell'acqua di zucchero, sempre la stessa dimensione. La trazione dell'altra leva renderebbe una dose molto più piccola dell'zucchero-acqua per lo più, ma molto più grande di quando in quando. Il sistema è stato installato finalmente in modo che qualsiasi leva guadagnasse ad un ratto lo stesso profitto totale.

Una volta che preparati, circa due terzi dei ratti hanno provato rischio-avverso, coerente scegliendo «lo stipendio dipagamento.» Un terzo rimanente era tipi «indipendenti» alla ricerca di rischio. Se i ricercatori ingannassero i ratti invertendo i profitti delle leve, i ratti hanno risposto commutando le leve, ciascuna che aderisce al suo proprio programma preferito della ricompensa.

Occasionalmente, sebbene, un ratto di qualsiasi tipo verifichi l'opzione trascurata. Se un ratto rischio-avverso che sperimenta in questo modo sembrasse ottenere fortunato e raccogliere un bene inaspettato, proverebbe ancora quella leva; se ricevesse un magro salario, è ritornato rapidamente alla leva «di stipendio». Quello che si guadagna facilmente si perde facilmente i rischio-cercatori erano relativamente impassibili dalle ricompense piccolo-che-anticipate. Come qualche gente, un ratto alla ricerca di rischio su una serie di sconfitte non smette così facilmente.

Alterazione delle preferenze di rischio dei ratti

l'osservazione Fibra-fotometrica ha indicato che — durante approssimativamente 1 seconda parte dopo che un ratto ha iniziato la prova ma prima che sia permessa tirare uno o altra leva — l'attività in cellule nervose di DR-2-containing del nucleus accumbens è stata elevata significativamente in rischio-avverso, ma in non alla ricerca di rischio, ratti. Imitando questo modello di segnalazione optogenetically stimolando le cellule DR-2 con gli impulsi luminosi, i ricercatori hanno indotto i ratti alla ricerca di rischio a diventare rischio-avversi. La loro inclinazione di gioco è ritornato non appena gli impulsi del laser sono stati fermati. Stimolando le stesse cellule in ratti che erano già rischio-avverso prodotti essenzialmente nessun cambiamento nel loro comportamento.

Guarda come se abbiamo trovato un segnale del cervello che, nella maggior parte dei individui, corrisponde ad una memoria di una scelta rischiosa guastata.

Al contrario, consegnare il pramipexolo (una droga di DR2-stimulating che promuove il comportamento rischioso nella gente) direttamente al nucleus accumbens dei ratti temporaneamente ha convertito i ratti di rischio-avoider in rischio-cercatori ed inoltre ha ridotto la dimensione del segnale nel loro nucleus accumbens. Un composto di DR1-stimulating non ha avuto tale effetto.

«Guarda come se abbiamo trovato un segnale del cervello che, nella maggior parte dei individui, corrisponde ad una memoria di una scelta rischiosa guastata,» abbiamo detto Deisseroth. «Sembra rappresentare la memoria di quel risultato sfavorevole recente, manifestata più successivamente appena al momento giusto quando può e fa, modifica una decisione imminente.»

Il segnale era più alto in ratti rischio-avversi che erano stati trattati un risultato deludente sulla prova precedente ed era debole in ratti alla ricerca di rischio, a meno che forzato nell'esistenza da stimolazione optogenetic. Questo segnale ha potuto servire da guida per la comprensione della variabilità interpersonale in alla ricerca di rischio. «Anche potrebbe essere possibile usare questa analisi animale per predire come le droghe differenti possono influenzare il comportamento imprudente umano,» Zalocusky ha detto.

Altri co-author di Stanford dello studio sono responsabile Charu Ramakrishnan del laboratorio e studiosi postdottorali Talia Lerner, PhD e Thomas Davidson, PhD.

Lo studio è stato costituito un fondo per dagli istituti della sanità nazionali (concessioni 2R01MH086373, 1F31MH105151 e 5R37DA035377), il National Science Foundation, l'agenzia avanzata di progetto di ricerca della difesa, il fondo di Stanford Neuroscience Institute Big Ideas, Stanford Neuroscience Program, il fondo della famiglia di Wiegers, Nancy e James Grosfeld Foundation e H.L. Snyder Medical Foundation.

I dipartimenti di Stanford della bioingegneria e della psichiatria e scienze comportamentistiche e l'università che fende il programma neurale di codice inoltre hanno sostenuto il lavoro. Il dipartimento della bioingegneria è azionato insieme dalla scuola di medicina e dalla scuola di ingegneria