Nature Human Behavior опубликовала исследование ученых из Университета Эмори. Он дает первое подробное представление об активности вентрального полосатого тела в течение трех фаз принятия решений на основе усилий – ожидание начала усилия, фактическое выполнение усилия и вознаграждение или результат усилия.
«Важно понимать нейронные механизмы, лежащие в основе мотивации», – говорит Шосуке Судзуки, первый автор исследования и аспирант кафедры психологии Эмори. «Наша работа имеет большое значение для лечения расстройств, связанных со сниженной мотивацией, таких как депрессия, шизофрения и посттравматическое стрессовое расстройство.
Это также может помочь улучшить мотивационные программы для всего, от образования до спорта и общественного здравоохранения."
«Готовность прилагать усилия – это то, что имеет решающее значение для нашего выживания и то, что мы используем каждый день», – добавляет Майкл Тредуэй, старший автор исследования и заслуженный профессор-исследователь Winship Департамента психологии и Департамента психиатрии и поведенческих наук. «Мы определили две тесно перекрывающиеся, но, тем не менее, разные области вентрального полосатого тела, участвующие в разных фазах принятия решений на основе усилий. И мы предоставили конкретный инструмент нейровизуализации для измерения чувствительности сигналов, связанных с этими фазами, которые другие могут применить к своим собственным данным."
Например, говорит Тредуэй, новый метод может дать представление о том, как препарат влияет на мозг пациентов, страдающих мотивационным дефицитом, по сравнению с контрольной группой.
Лаборатория Тредуэя фокусируется на понимании молекулярных и схемных механизмов психиатрических симптомов, связанных с расстройствами настроения, тревогой и принятием решений.
Вентральное полосатое тело, расположенное глубоко внутри полушарий головного мозга, является областью, связанной с движением и опосредованной полезными переживаниями и мотивацией.
Нейровизуализация последовательно показывала, что брюшное полосатое тело активируется во время принятия решения, чтобы кодировать потенциальную ценность вознаграждения относительно затрат, например, время ожидания и вероятность. Брюшное полосатое тело помогает вам решить, стоит ли платить больше за доставку «на следующий день» или выбрать «бесплатную недельную» доставку, чтобы получить посылку.
Однако ранее нейровизуализационные исследования не смогли обнаружить сильный сигнал ценности в вентральном полосатом теле для принятия решений, требующих физических усилий. Если вы хотите еще кофе, но чайник пуст, стоит ли вставать и заваривать еще??
«Было загадкой, почему эта область мозга кодирует значение награды в зависимости от времени и вероятности, но, похоже, не делает этого для физических усилий», – говорит Сузуки. "Это парадокс в литературе по нейровизуализации."
Предыдущие исследования на грызунах показали, что брюшное полосатое тело имеет решающее значение для мотивации животного к работе за вознаграждение, например за еду. Исследования на животных также показывают наличие двух противоположных сигналов в вентральном полосатом теле. Сигнал активации подготавливает животное к работе, а сигнал скидки помогает животному выбрать награды, требующие наименьших усилий.
Эти сигналы помогают животным работать для того, что им нужно, а также следить за тем, чтобы они не работали больше, чем должны.
Наличие этих сигналов никогда не проверялось на людях.
Исследователи Эмори предположили, что по мере роста физических затрат на выполнение задачи сигнал активации будет приводить к увеличению активности в вентральном полосатом теле, а сигнал дисконтирования – к снижению. Они предположили, что одновременное срабатывание этих двух сигналов – стоимость усилий по сравнению с активацией самого усилия – это то, что затрудняло обнаружение сигнала ценности в предыдущих исследованиях.
Дополнительным осложнением при обнаружении активации мозга, связанной с физическими усилиями, является тот факт, что нейровизуализация требует, чтобы участники лежали неподвижно внутри функционального аппарата магнитно-резонансной томографии (фМРТ), пока их мозг сканируется.
Чтобы обойти эти проблемы, исследователи разработали эксперименты с фМРТ, которые позволяли участникам оставаться в положении лежа на спине, а также отделяли нейронные сигналы, требующие усилий, от сигналов, связанных с затратами усилий.
Для первой серии экспериментов исследователи создали виртуальный лабиринт. Когда их мозг сканировали, участникам исследования предлагали задачи по навигации по лабиринту, требующие разного уровня усилий. В одном из условий участники наблюдали, как они пассивно перемещаются по виртуальному лабиринту.
В другом случае они просто нажимали кнопку на портативном устройстве, чтобы перемещаться по лабиринту. Третье условие требовало больших усилий многократного и быстрого нажатия кнопки для перемещения по лабиринту.
Каждый лабиринт после успешного прохождения вознаграждал их номинальной суммой в долларах.
Во время второго эксперимента измерялась нейронная активность участников, когда они делали серию выборов между двумя вариантами с разным количеством вознаграждения и усилий, требуемых для каждого варианта.
Суммы усилий и вознаграждения были представлены последовательно, чтобы попытаться выделить сигнал активации усилий во время ожидания различных требований к усилиям.
Результаты показали, что две отдельные области вентрального полосатого тела срабатывают в ответ на разные фазы физического усилия и принятия решений, основанных на усилиях, с некоторым перекрытием. Активность в переднем отделе в основном связана с вознаграждением и затратами усилий, в то время как активность в спинном отделе в основном связана с инициированием движения с усилием. И эта деятельность, связанная с движением с усилием, отличалась от активности в другом регионе, называемом скорлупа, который был связан с инициированием простого движения.
Теперь исследователи надеются развить это возросшее понимание того, как мозг кодирует сигналы, связанные с мотивацией.
«В нашей текущей статье представлена парадигма измерения активности мозга для принятия решений, основанных на усилиях, связанных с поставленными задачами», – говорит Сузуки. "Сейчас мы разрабатываем эксперименты, чтобы определить конкретные способы сигнализации, когда люди спонтанно инициируют действие.
Это может дать нам лучшую оценку того, как работает мозг, когда люди делают что-то, потому что они хотят это делать, в реальных жизненных ситуациях. Получение точных данных о том, как люди обычно решают тратить усилия, может помочь нам разработать более эффективные методы лечения людей, страдающих мотивационным дефицитом, связанным с депрессией или другими заболеваниями."