Нейроны оценивают выгоду от привычки

03.09.2015

Привычкой называют глубоко укорененную форму поведения, которая срабатывает независимо от нашего сознания: мы не задумываясь находим утром путь на кухню и на автомате заходим в транспорт или садимся в машину. Считается, что привычные действия помогают разгрузить мозг от рутины, позволяя ему заняться чем-то более важным - точнее, не весь мозг, а префронтальную кору, наш главный аналитический центр, отвечающий за высшие когнитивные функции. Сама же привычка уходит в подкорковые структуры, называемые базальными ганглиями. (Уточним, что сейчас мы говорим о безобидных поведенческих ритуалах, а не о зависимостях от алкоголя, никотина и т. д.)

Группа Энн Грейбил (Ann Graybiel) в Массачусетском технологическом институте уже не первый год занимается выяснением нейронных механизмов привычки. Некоторое время назад им удалось показать, что схема рутинных действий хранится не только в подкорковых областях, но и в префронтальной коре, и как раз благодаря коре поведенческие ритуалы могут быть восстановлены, даже когда кажется, что они уже прочно забылись. Что же до их появления, то здесь удалось выяснить, что автоматизмы в поведении рождаются в так называемом стриатуме, или полосатом теле, которое относится как раз к подкорковым базальным ганглиям. Причем это сопровождается изменениями в электрических ритмах: гамма-волны, возникающие при освоении новой информации, сменяются бета-волнами, когда происходит закрепление материала.

Эксперименты с обезьянами показали, что в формировании привычки активно участвуют около 1 600 нейронов полосатого тела. Животные просматривали на экране узор из точек, и, если там была особая, выделенная точка, получали порцию вкусного сока. Когда взгляд натыкался на ту самую точку (которая программировалась случайно), ее цвет менялся - это означало, что угощение скоро появится. Со временем глаза животных стали повторять привычный маршрут - обезьяны по привычке выполняли заученное действие в надежде, что там снова появился знак угощения.

Наблюдая одновременно за активностью нервных клеток, исследователи обнаружили, что формирование рутинного поведения сопровождается характерными нейронными сигналами, как бы обозначающими начало и конец записываемой программы. Особенно их заинтересовал второй, конечный сигнал. Поначалу он возникал в разные периоды времени, но потом сосредоточился в 400-миллисекундном промежутке, отделявшем взгляд на "наградную" точку от самого вознаграждения. С постепенным закреплением привычки, то есть с каждым повторным действием активность нервных клеток во временнОм окне становилась все сильнее.

Такая корреляция наводила на мысль, что конечная нейронная активность служит для закрепления повторяющегося действия, что здесь происходит окончательный анализ того, стоит ли усваивать новый поведенческий ритуал или нет. Действительно, оказалось, что оформление финального сигнала зависело от таких условий, как время, которое тратилось на просмотр точек, и качество вознаграждения. Например, чем меньше уходило времени на то, чтобы пробежать глазами экран с рисунком, тем четче формировался финальный сигнал и тем сильнее он был. Причем одни нейроны реагировали только на время, затраченное на поиск нужной точки, другие - только на награду, третьи учитывали оба параметра.

Иными словами, у всякой привычки есть своя цена, и в мозге существует специальная система, которая сравнивает выгоду от закрепления некоей схемы поведения и те затраты, которые требует новый ритуал. И привычка будет сформирована в том случае, если выгода от нее с лихвой перекроет расход времени и сил. Конечно, сравнение не всегда получается адекватным, и, очевидно, многие психоневрологические расстройства, для которых характерно навязчивое поведение, связаны как раз с неверной оценкой плюсов и минусов от каких-то автоматических действий.

<< Назад: Новая цель для космической станции New Horizons 03.09.2015

>> Вперед: PROmax - источники питания Weidmueller для работы в тяжелых условиях 02.09.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Башня для испытания лифтов 05.11.2010 Бурное строительство небоскребов в Китае и арабских странах вызвало большой спрос на лифты. Японская фирма "Хитачи", один из главных мировых производителей подъемных машин, построила самую высокую в мире башню для испытания лифтов. Ее высота над землей 213 метров, и подземные этажи уходят вглубь еще на 15 метров. В башне девять лифтовых шахт. Здесь будут испытывать новый лифт, за минуту способный доставить 60-70 пассажиров на высоту до 1080 метров (таких высоких зданий еще не существует, но фирма смотрит вперед), а также грузовой лифт на пять тонн, развивающий скорость 600 метров в минуту. В новых скоростных лифтах "Хитачи" предусмотрена система плавного изменения давления воздуха в кабине, чтобы у пассажиров при быстром подъеме не закладывало уши.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025