Hvad sker der i hjernen, når vaner dannes?
Der er en million ting, vi gør hver dag uden at tænke over. Børstning af tænder, tørring af håret efter et brusebad og oplåsning af vores telefonskærm, så vi kan kontrollere vores meddelelser er alle en del af vores rutine. Men hvad finder sted i hjernen, når vi lærer en ny vane?
Hvad har du lært at gøre uden at tænke? Det låser muligvis døren bag dig, når du forlader, hvilket kan føre til panik senere, da du spekulerer på, om du rent faktisk huskede at gøre det.
Det kører måske til arbejde. Har du nogensinde haft den uhyggelige oplevelse af at finde dig selv på din destination uden helt at huske, hvordan du kom derhen? Det har jeg bestemt, og det er alt takket være hjernens pålidelige autopilotilstand.
Vaner driver vores liv - så meget, at vi nogle gange måske ønsker at bryde vanen, som man siger, og opleve noget nyt.
Men vaner er et nyttigt redskab; når vi gør noget nok gange, bliver vi ubesværet gode til det, hvilket måske er grunden til, at Aristoteles efter sigende mente, at "ekspertise [...] ikke er en handling, men en vane."
Så hvordan ser vanedannelse ud i hjernen? Hvordan opfører vores neurale netværk, når vi lærer noget og konsoliderer det til en ubesværet adfærd gennem gentagelse?
Dette er de spørgsmål, som Ann Graybiel og hendes kolleger - fra Massachusetts Institute of Technology i Chestnut Hill - satte sig for at besvare i en nylig undersøgelse, hvis resultater offentliggøres i tidsskriftet Nuværende biologi.
'Bookending' neurale signaler
Selvom en sædvanlig handling virker så enkel og ubesværet, involverer den typisk en række små nødvendige bevægelser - såsom at låse bilen op, komme ind i den, justere spejle, fastgøre sikkerhedsselen osv.
Dette komplekse sæt bevægelser, der svarer til en rutinemæssig handling, som vi udfører ubevidst, kaldes "chunking", og selvom vi ved, at den eksisterer, har præcis, hvordan "chunks" dannes og stabiliseres, været hidtil mystisk.
Den nye undersøgelse antyder nu, at nogle hjerneceller har til opgave at "booke" de stykker, der svarer til sædvanlige handlinger.
I en anden undersøgelse fandt Graybiel og hendes tidligere hold, at striatum, en region i hjernen, der tidligere var forbundet med beslutningstagning, også spiller en vigtig rolle i tilegnelsen af vaner.
Arbejdet med mus bemærkede holdet, at mønstrene af signaler transmitteret mellem neuroner i striatum skiftede, da dyrene blev undervist i en ny sekvens af handlinger - drejning i en retning ved et lydsignal, mens de navigerede i en labyrint - som derefter udviklede sig til en vane.
I begyndelsen af læringsprocessen udsendte neuronerne i musens striata en kontinuerlig streng af signaler, så forskerne, men da musenes handlinger begyndte at konsolideres i sædvanlige bevægelser, affyrede neuronerne deres karakteristiske signaler kun i begyndelsen og ved slutningen af den udførte opgave.
Når et signalmønster slår rod, forklarer Graybiel og kolleger, har en vane taget form og bryde det bliver en vanskelig indsats.
Hjernemønstre, der indikerer vaner
Selvom det var opbyggende, fastslog Graybiel's tidligere indsats ikke med sikkerhed, at signalmønstrene, der blev observeret i hjernen, var relateret til vanedannelse. De kunne simpelthen have været motorkommandoer, der regulerede musens løbeadfærd.
For at bekræfte ideen om, at mønstrene svarede til den klump, der var forbundet med vanedannelse, udarbejdede Graybiel og hendes nuværende hold et andet sæt eksperimenter. I den nye undersøgelse satte de sig for at lære rotter at trykke to håndtag gentagne gange i en bestemt rækkefølge.
Forskerne brugte belønningskonditionering for at motivere dyrene. Hvis de pressede håndtagene i den rigtige rækkefølge, blev de tilbudt chokolademælk.
For at sikre, at der ikke var nogen tvivl om soliditeten af eksperimentets resultater - og at de ville være i stand til at identificere hjerneaktivitetsmønstre relateret til vanedannelse snarere end noget andet - lærte forskerne rotterne forskellige sekvenser.
Sikkert nok, når dyrene havde lært at trykke på håndtagene i den rækkefølge, der blev fastlagt af deres undervisere, bemærkede holdet det samme "bookending" -mønster i striatum: sæt neuroner ville affyre signaler i begyndelsen og slutningen af en opgave og således afgrænse en "klump".
”Jeg tror,” forklarer Graybiel, “dette viser mere eller mindre, at udviklingen af parentesmønstre tjener til at pakke en adfærd op, som hjernen - og dyrene - anser for værdifulde og værd at beholde i deres repertoire.”
”Det er virkelig et signal på højt niveau, der hjælper med at frigøre den vane, og vi tror, at slutsignalet siger, at rutinen er udført.”
Ann Graybiel
Endelig bemærkede holdet også dannelsen af et andet - komplementært - aktivitetsmønster i en gruppe hæmmende hjerneceller kaldet "interneuroner" i striatum.
"De interneuroner," forklarer hovedforfatterforfatter Nuné Martiros fra Harvard University i Cambridge, MA, "blev aktiveret i den tid, hvor rotterne var midt i at udføre den indlærede sekvens."
Hun tilføjer, at de interneuroner "muligvis kunne forhindre de vigtigste neuroner i at starte en anden rutine, indtil den nuværende var færdig."
"Opdagelsen af denne modsatte aktivitet af interneuroner," konkluderer Martiros, "får os også et skridt tættere på at forstå, hvordan hjernekredsløb faktisk kan producere dette aktivitetsmønster."
