Am creat prima noastră mașină cu rozătoare dintr-un recipient de plastic pentru cereale. După încercări și erori, eu și colegii mei am descoperit că șobolanii puteau învăța să conducă înainte prin prinderea unui mic fir care acționa ca o pedală de accelerație. În scurt timp, au condus cu o precizie surprinzătoare pentru a ajunge la un răsfăț Froot Loop.
După cum era de așteptat, șobolanii găzduiți în medii îmbogățite – complet cu jucării, spațiu și însoțitori – au învățat să conducă mai repede decât cei din cuști standard. Această constatare a susținut ideea că mediile complexe sporesc neuroplasticitatea: capacitatea creierului de a se schimba pe parcursul vieții ca răspuns la cerințele mediului.
După ce am publicat cercetarea noastră, povestea conducerii șobolanilor a devenit viral în mass-media. Proiectul continuă în laboratorul meu cu vehicule noi, îmbunătățite, acționate de șobolani, sau ROV-uri, proiectate de profesorul de robotică John McManus și elevii săi. Aceste ROV-uri electrice modernizate – cu cablaje rezistente la șobolani, anvelope indestructibile și pârghii de conducere ergonomice – sunt asemănătoare cu o versiune pentru rozătoare a Cybertruck de la Tesla.
Ca neurolog care pledează pentru locuințe și testare animale de laborator în habitatele naturale, mi s-a părut amuzant să văd cât de departe ne-am îndepărtat de practicile mele de laborator cu acest proiect. De obicei, șobolanii preferă murdăria, bețele și pietrele decât obiectele din plastic. Acum, i-am pus să conducă mașini.
Înrudit: Oamenii de știință cresc până acum cei mai mulți șoareci asemănătoare oamenilor
Dar nici oamenii nu au evoluat pentru a conduce. Deși strămoșii noștri antici nu aveau mașini, aveau creier flexibil care le-a permis să dobândească noi abilități – foc, limbaj, unelte de piatră și agricultură. Și la ceva timp după inventarea roții, oamenii au făcut mașini.
Deși mașinile făcute pentru șobolani sunt departe de orice ar putea întâlni în sălbăticie, am crezut că conducerea reprezintă o modalitate interesantă de a studia modul în care rozătoarele dobândesc noi abilități. În mod neașteptat, am constatat că șobolanii aveau o motivație intensă pentru antrenamentul lor de conducere, sărind adesea în mașină și reacționând „motorul cu pârghie” înainte ca vehiculul lor să iasă pe șosea. De ce a fost asta?
Șobolani care turează motorul – YouTube 
Unii șobolani care se antrenează să conducă apasă o pârghie înainte ca mașina lor să fie plasată pe pistă, de parcă ar aștepta cu nerăbdare călătoria din față.
Noua destinație a bucuriei
Conceptele din manualele introductive de psihologie au căpătat o nouă dimensiune practică în laboratorul nostru de conducere a rozătoarelor. Bazându-se pe abordări fundamentale ale învățării, cum ar fi condiționare operantăcare întărește comportamentul direcționat prin stimulente strategice, am antrenat șobolanii pas cu pas în programele lor educaționale pentru șoferi.
Inițial, au învățat mișcări de bază, cum ar fi urcarea în mașină și apăsarea unei pârghii. Dar odată cu practică, aceste acțiuni simple au evoluat în comportamente mai complexe, cum ar fi direcția mașinii către o anumită destinație.
De asemenea, șobolanii m-au învățat ceva profund într-o dimineață, în timpul pandemic.
Era vara lui 2020, o perioadă marcată de izolarea emoțională pentru aproape toată lumea de pe planetă, chiar și pentru șobolanii de laborator. Când am intrat în laborator, am observat ceva neobișnuit: cei trei șobolani antrenați de conducere au alergat cu nerăbdare în partea laterală a cuștii, sărind în sus, așa cum face câinele meu când i-au fost întrebat dacă vrea să se plimbe.
Oare șobolanii făcuseră întotdeauna asta și pur și simplu nu observasem? Erau doar dornici de un Froot Loop sau anticipau unitatea în sine? Oricare ar fi cazul, păreau să simtă ceva pozitiv – poate entuziasm și anticipare.
Comportamentele asociate cu experiențele pozitive sunt asociate cu bucurie la oamenidar ce zici de șobolani? Am văzut ceva asemănător cu bucuria la un șobolan? Poate da, avand in vedere asta cercetare în neuroștiință sugerează din ce în ce mai mult că bucurie și emoții pozitive joacă un rol esențial în sănătatea animalelor umane și non-umane.
Cu asta, echipa mea și cu mine ne-am deplasat de la subiecte precum modul în care stresul cronic influențează creierul la modul în care evenimentele pozitive – și anticiparea acestor evenimente – modelează funcțiile neuronale.
Lucrul cu un bursier postdoctoral Kitty Hartvigsenam conceput un nou protocol care folosea perioadele de așteptare pentru a crește anticiparea înaintea unui eveniment pozitiv. Aducând Condiționarea pavloviană în amestec, șobolanii au trebuit să aștepte 15 minute după ce un bloc Lego a fost plasat în cușcă înainte de a primi un Froot Loop. De asemenea, au trebuit să aștepte în cușca lor de transport câteva minute înainte de a intra în Parcul șobolanilor, zona lor de joacă. Am adăugat, de asemenea, provocări, cum ar fi să le facem coajă de semințe de floarea-soarelui înainte de a mânca.
Acesta a devenit al nostru Așteaptă program de cercetare. Am numit această nouă linie de studiu UPER – răspunsuri imprevizibile ale experienței pozitive – în care șobolanii au fost antrenați să aștepte recompense. În schimb, șobolanii de control și-au primit recompensele imediat. După aproximativ o lună de antrenament, expunem șobolanii la diferite teste pentru a determina modul în care așteptarea unor experiențe pozitive afectează modul în care învață și se comportă. În prezent, ne uităm în creierul lor pentru a mapa amprenta neuronală a experiențelor pozitive extinse.
Rezultatele preliminare sugerează că șobolanii care trebuie să-și aștepte recompensele arată semne de trecere de la un stil cognitiv pesimist la unul optimist într-un test conceput pentru a măsura optimismul rozătoarelor. Au avut rezultate mai bune la sarcinile cognitive și au fost mai îndrăzneți în strategiile lor de rezolvare a problemelor. Am legat acest program de interesul mai larg al laboratorului nostru pentru produse comportamentaleun termen pe care l-am inventat pentru a sugera că experiențele pot modifica chimia creierului în mod similar cu produsele farmaceutice.
Această cercetare oferă un sprijin suplimentar pentru modul în care anticiparea poate întări comportamentul. Lucrările anterioare cu șobolani de laborator au arătat că șobolanii care presează o bară pentru cocaină – un stimulent care crește activarea dopaminei – experimentați deja un val de dopamină întrucât anticipează o doză de cocaină.
Povestea cozilor de șobolan
Nu doar efectele anticipării asupra comportamentului șobolanilor ne-au atras atenția. Într-o zi, un student a observat ceva ciudat: unul dintre șobolanii din grupul antrenat să se aștepte la experiențe pozitive avea coada în sus, cu un escroc la capăt, semănând cu mânerul unei umbrele de modă veche.
Nu văzusem niciodată asta în deceniile mele de lucru cu șobolani. Examinând filmările video, am descoperit că șobolanii antrenați să anticipeze experiențe pozitive aveau mai multe șanse să-și țină coada sus decât șobolanii neantrenați. Dar ce a însemnat mai exact asta?
Curios, am postat o poză cu comportamentul pe rețelele de socializare. Colegii în neuroștiință au identificat acest lucru ca fiind o formă mai blândă a ceea ce se numește Coada Straubobservat de obicei la șobolani cărora li s-a administrat morfină opioidă. Această buclă în formă de S este, de asemenea legat de dopamină. Când dopamina este blocată, comportamentul cozii Straub scade.
Formele naturale de opiacee și dopamină – jucători cheie în căile cerebrale care diminuează durerea și sporesc recompensa – par să fie ingrediente revelatoare ale cozilor ridicate în programul nostru de antrenament de anticipare. Observarea posturii cozii la șobolani adaugă un nou strat înțelegerii noastre despre expresia emoțională a șobolanului, amintindu-ne că emoțiile sunt exprimate în întregul corp.
Deși nu putem întreba direct șobolanii dacă le place să conducă, am conceput un test de comportament pentru a evalua motivația lor de a conduce. De data aceasta, în loc să le ofere șobolanilor opțiunea de a conduce până la Froot Loop Tree, aceștia ar putea face și o călătorie mai scurtă pe jos – sau cu laba, în acest caz.
În mod surprinzător, doi dintre cei trei șobolani au ales să ia calea mai puțin eficientă de a se îndepărta de recompensă și a alerga la mașină pentru a conduce la destinația lor Froot Loop. Acest răspuns sugerează că șobolanii se bucură atât de călătorie, cât și de destinația plină de satisfacții.
Lecții pentru șobolani despre bucuria călătoriei
Nu suntem singura echipă care investighează emoțiile pozitive la animale.
Neuroștiință Jaak Panksepp celebru șobolani gâdilațidemonstrându-le capacitatea de bucurie.
Cercetările au arătat, de asemenea, că mediile de șobolan dezirabile cu stres scăzut reajustează circuitele de recompensă ale creierului lorcum ar fi nucleul accumbens. Când animalele sunt găzduite în mediile lor preferate, zona nucleului accumbens care răspunde la experiențele apetitive se extinde. Alternativ, atunci când șobolanii sunt găzduiți în contexte stresante, zonele generatoare de frică ale nucleului lor accumbens se extind. Este ca și cum creierul ar fi un pian pe care mediul îl poate acorda.
Neuroscientul Curt Richter a argumentat și el șobolani având speranță. Într-un studiu care nu ar fi permis astăzi, șobolanii au înotat în cilindri de sticlă plini cu apă, înecându-se în cele din urmă de epuizare dacă nu erau salvați. Șobolanii de laborator manipulați frecvent de oameni au înotat de la ore la zile. Șobolanii sălbatici au renunțat după doar câteva minute. Dacă șobolanii sălbatici au fost salvați pentru scurt timp, totuși, timpul lor de supraviețuire s-a extins dramatic, uneori cu zile. Se părea că salvarea le-a dat șobolanilor speranță și i-a îndemnat.
Proiectul care conduce șobolani a deschis uși noi și neașteptate în laboratorul meu de cercetare în neuroștiințe comportamentale. Deși este vital să studiezi emoțiile negative, cum ar fi frica și stresul, experiențele pozitive modelează și creierul în moduri semnificative.
Pe măsură ce animalele – umane sau de altă natură – navighează în imprevizibilitatea vieții, anticiparea experiențelor pozitive ajută la persistența de a continua să caute recompensele vieții. Într-o lume a satisfacției imediate, acești șobolani oferă perspective asupra principiilor neuronale care ghidează comportamentul de zi cu zi. În loc să apăsăm butoanele pentru recompense instantanee, ele ne reamintesc că planificarea, anticiparea și bucurarea călătoriei pot fi cheia unui creier sănătos. Asta e o lecție pentru șobolanii mei de laborator m-au invatat bine.
Comentarii recente