Hva skjer i hjernen når vaner dannes?
Det er en million ting vi gjør hver dag uten å tenke. Å pusse tennene, tørke håret etter en dusj og låse opp telefonskjermen, slik at vi kan sjekke meldingene våre, er en del av vår rutine. Men hva skjer i hjernen når vi lærer en ny vane?
Hva er noe du har lært å gjøre uten å tenke? Det kan være at du låser døren bak deg når du går, noe som kan føre til panikk senere når du lurer på om du faktisk husket å gjøre det.
Det kan være å kjøre til jobb. Har du noen gang hatt den uhyggelige opplevelsen av å finne deg selv på destinasjonen din uten å huske helt hvordan du kom dit? Det har jeg absolutt gjort, og alt takket være hjernens pålitelige autopilot-modus.
Vaner driver livene våre - så mye at vi noen ganger ønsker å bryte vanen, som ordtaket sier, og oppleve noe nytt.
Men vaner er et nyttig verktøy; når vi gjør noe nok ganger, blir vi uanstrengt flinke til det, og det er kanskje derfor Aristoteles angivelig mente at "fortreffelighet [...] ikke er en handling, men en vane."
Så hvordan ser vanedannelse ut i hjernen? Hvordan oppfører våre nevrale nettverk når vi lærer noe og konsoliderer det til en uanstrengt oppførsel gjennom repetisjon?
Dette er spørsmålene Ann Graybiel og hennes kolleger - fra Massachusetts Institute of Technology i Chestnut Hill - satte seg for å svare på i en nylig studie, hvis funn er publisert i tidsskriftet. Nåværende biologi.
‘Bookending’ nevrale signaler
Selv om en vanlig handling virker så enkel og uanstrengt, involverer den vanligvis en rekke små nødvendige bevegelser - for eksempel å låse opp bilen, komme inn i den, justere speilene, sikre sikkerhetsbeltet og så videre.
Dette komplekse settet med bevegelser som utgjør en rutinemessig handling som vi utfører ubevisst, kalles "chunking", og selv om vi vet at den eksisterer, har nøyaktig hvordan "biter" dannes og stabiliseres forble mystisk så langt.
Den nye studien antyder nå at noen hjerneceller har til oppgave å "booke" biter som tilsvarer vanlige handlinger.
I en annen studie fant Graybiel og hennes tidligere team at striatum, en region i hjernen som tidligere var assosiert med beslutningsprosesser, også spiller en viktig rolle i å tilegne seg vaner.
Arbeidet med mus bemerket teamet at mønstrene til signalene som ble overført mellom nevroner i striatum skiftet ettersom dyrene ble undervist i en ny sekvens av handlinger - snu i en retning ved et lydsignal mens de navigerte i en labyrint - som deretter utviklet seg til en vane.
Ved begynnelsen av læringsprosessen sendte nevronene i musens striata ut en kontinuerlig streng med signaler, så forskerne, men da musenes handlinger begynte å konsolidere seg til vanlige bevegelser, avfyrte nevronene sine særegne signaler bare i begynnelsen og i begynnelsen slutten av oppgaven som ble utført.
Når et signalmønster slår rot, forklarer Graybiel og kolleger, har en vane fått form og å bryte den blir en vanskelig innsats.
Hjernemønstre som indikerer vaner
Selv om Graybiel tidligere var oppbyggende, ble det ikke sikkert at signalmønstrene observert i hjernen var relatert til vanedannelse. De kunne rett og slett ha vært motorkommandoer som regulerte musenes løpeadferd.
For å bekrefte ideen om at mønstrene tilsvarte klumpene forbundet med vanedannelse, utviklet Graybiel og hennes nåværende team et annet sett med eksperimenter. I den nye studien satte de seg for å lære rotter å trykke to spaker gjentatte ganger i en bestemt rekkefølge.
Forskerne brukte belønningskonditionering for å motivere dyrene. Hvis de presset spakene i riktig rekkefølge, ble de tilbudt sjokolademelk.
For å sikre at det ikke var noen tvil om soliditeten til eksperimentets resultater - og at de ville være i stand til å identifisere hjerneaktivitetsmønstre relatert til vanedannelse i stedet for noe annet - lærte forskerne rottene forskjellige sekvenser.
Sikkert nok, når dyrene hadde lært å trykke spakene i den sekvensen som trenerne deres hadde lagt merke til, merket teamet det samme "bookending" -mønsteret i striatum: sett med nevroner avfyrte signaler i begynnelsen og slutten av en oppgave, og avgrenset dermed en "klump."
"Jeg tror," forklarer Graybiel, "dette viser mer eller mindre at utviklingen av parentesmønstre tjener til å pakke sammen en oppførsel som hjernen - og dyrene - anser som verdifull og verdt å ha i repertoaret."
"Det er virkelig et høyt nivå signal som hjelper til med å frigjøre den vanen, og vi tror sluttsignalet sier at rutinen har blitt gjort."
Ann Graybiel
Til slutt bemerket teamet også dannelsen av et annet - komplementært - aktivitetsmønster i en gruppe hemmende hjerneceller kalt "interneuroner" i striatum.
"Internuronene," forklarer hovedstudieforfatter Nuné Martiros, ved Harvard University i Cambridge, MA, "ble aktivert i løpet av den tiden rottene var midt i å utføre den lærte sekvensen."
Hun legger til at interneuronene "muligens kunne forhindre de viktigste nevronene i å starte en annen rutine til den nåværende var ferdig."
"Oppdagelsen av denne motsatte aktiviteten av interneuroner," avslutter Martiros, "får oss også et skritt nærmere å forstå hvordan hjernekretser faktisk kan produsere dette aktivitetsmønsteret."
