Wat gebeurt er in de hersenen als er gewoontes ontstaan?
Er zijn een miljoen dingen die we elke dag doen zonder na te denken. Onze tanden poetsen, ons haar drogen na het douchen en ons telefoonscherm ontgrendelen zodat we onze berichten kunnen checken, horen allemaal bij onze routine. Maar wat gebeurt er in de hersenen als we een nieuwe gewoonte aanleren?
Wat heb je geleerd om te doen zonder na te denken? Het kan zijn dat je de deur achter je op slot doet als je weggaat, wat later tot paniek kan leiden, omdat je je afvraagt of je er echt aan hebt gedacht om het te doen.
Het is misschien rijden naar het werk. Heb je ooit die griezelige ervaring gehad om jezelf op je bestemming te vinden zonder je volledig te herinneren hoe je daar bent gekomen? Dat heb ik zeker gedaan, en dat is allemaal te danken aan de betrouwbare automatische pilootmodus van de hersenen.
Gewoonten bepalen ons leven - zo erg zelfs dat we soms de gewoonte willen doorbreken, zoals het gezegde luidt, en iets nieuws willen ervaren.
Maar gewoontes zijn een handig hulpmiddel; als we iets vaak genoeg doen, worden we er moeiteloos goed in, en dat is misschien de reden waarom Aristoteles naar verluidt geloofde dat "excellentie [...] geen daad maar een gewoonte is."
Dus, hoe ziet gewoontevorming eruit in de hersenen? Hoe gedragen onze neurale netwerken zich als we iets leren en het consolideren tot moeiteloos gedrag door herhaling?
Dit zijn de vragen die Ann Graybiel en haar collega's - van het Massachusetts Institute of Technology in Chestnut Hill - wilden beantwoorden in een recent onderzoek, waarvan de bevindingen in het tijdschrift zijn gepubliceerd. Huidige biologie.
'Boekende' neurale signalen
Hoewel een gebruikelijke handeling zo eenvoudig en moeiteloos lijkt, gaat het meestal om een reeks kleine noodzakelijke bewegingen - zoals het ontgrendelen van de auto, erin stappen, de spiegels aanpassen, de veiligheidsgordel vastmaken, enzovoort.
Deze complexe reeks bewegingen die neerkomt op één routinehandeling die we onbewust uitvoeren, wordt "chunking" genoemd, en hoewel we weten dat het bestaat, is precies hoe "chunks" zich vormen en stabiliseren tot dusverre mysterieus gebleven.
De nieuwe studie suggereert nu dat sommige hersencellen de taak hebben om de brokken die corresponderen met gebruikelijke acties te ‘boeken’.
In een andere studie ontdekten Graybiel en haar voormalige team dat het striatum, een hersengebied dat voorheen in verband werd gebracht met besluitvorming, ook een belangrijke rol speelt bij het verwerven van gewoonten.
Bij het werken met muizen merkte het team op dat de patronen van signalen die tussen neuronen in het striatum werden overgedragen, verschoven naarmate de dieren een nieuwe reeks acties leerden - in één richting draaien bij een geluidssignaal tijdens het navigeren door een doolhof - die vervolgens evolueerden tot een gewoonte.
Aan het begin van het leerproces zonden de neuronen in de striata van de muizen een continue reeks signalen uit, zagen de wetenschappers, maar naarmate de acties van de muizen zich begonnen te consolideren in gewone bewegingen, vuurden de neuronen hun onderscheidende signalen alleen af aan het begin en aan het begin. einde van de uitgevoerde taak.
Als een signaalpatroon wortel schiet, legt Graybiel en collega's uit, dan heeft een gewoonte vorm gekregen en wordt het doorbreken ervan een moeilijke onderneming.
Hersenpatronen die gewoontes aangeven
Hoewel ze opbouwend waren, hebben Graybiel's eerdere inspanningen niet met zekerheid aangetoond dat de signaalpatronen die in de hersenen werden waargenomen, verband hielden met gewoontevorming. Het zouden gewoon motorische commando's kunnen zijn die het loopgedrag van de muizen regelden.
Om het idee te bevestigen dat de patronen overeenkwamen met de brok die verband hield met gewoontevorming, bedachten Graybiel en haar huidige team een andere reeks experimenten. In de nieuwe studie wilden ze ratten leren om in een bepaalde volgorde herhaaldelijk op twee hendels te drukken.
De onderzoekers gebruikten beloningsconditionering om de dieren te motiveren. Als ze de hendels in de juiste volgorde drukten, kregen ze chocolademelk aangeboden.
Om ervoor te zorgen dat er geen twijfel zou bestaan over de degelijkheid van de resultaten van het experiment - en dat ze hersenactiviteitspatronen zouden kunnen identificeren die verband houden met gewoontevorming in plaats van iets anders - leerden de wetenschappers de ratten verschillende sequenties.
En ja hoor, toen de dieren eenmaal hadden geleerd de hendels in de door hun trainers vastgestelde volgorde in te drukken, merkte het team hetzelfde "bookending" -patroon in het striatum op: sets van neuronen zouden signalen afvuren aan het begin en einde van een taak, en zo afbakenen een "brok."
"Ik denk", legt Graybiel uit, "dit bewijst min of meer dat de ontwikkeling van bracketingpatronen dient om gedrag te verpakken dat de hersenen - en de dieren - waardevol vinden en de moeite waard vinden om in hun repertoire te bewaren."
"Het is echt een signaal van hoog niveau dat helpt om die gewoonte los te laten, en we denken dat het eindsignaal zegt dat de routine voorbij is."
Ann Graybiel
Ten slotte merkte het team ook de vorming op van een ander - complementair - activiteitspatroon in een groep remmende hersencellen genaamd "interneuronen" in het striatum.
"De interneuronen", legt hoofdonderzoeksauteur Nuné Martiros van de Harvard University in Cambridge, MA uit, "werden geactiveerd in de tijd dat de ratten bezig waren met het uitvoeren van de geleerde reeks."
Ze voegt eraan toe dat de interneuronen "mogelijk kunnen verhinderen dat de belangrijkste neuronen een nieuwe routine beginnen totdat de huidige is afgelopen".
"De ontdekking van deze tegengestelde activiteit door de interneuronen," concludeert Martiros, "brengt ons ook een stap dichter bij het begrip hoe hersencircuits dit activiteitspatroon daadwerkelijk kunnen produceren."
