Cum îți înveți creierul să se adapteze situațiilor noi și dificile

Probabil că pandemia ne-a oferit cel mai potrivit și dur test pentru a înțelege cât de importante sunt abilitățile de adaptare ale creierului nostru.

Cercetătorii de la Brain Research Institute de la Universitatea din Zurich au folosit un model cerebral al unui șoarece pentru a dezvălui care neuroni din creier sunt responsabili de ghidarea comportamentului adaptativ.

“Plasticitatea creierului stă la baza acestei abilități”, spune Fritjof Helmchen, codirectorul Brain Research Institute de la Universitatea din Zurich, care conduce și Centrul de Neuroștiințe Zurich. “Dar procesele biologice care permit acest lucru uimitor sunt încă slab înțelese”.

Echipa lui Helmchen a făcut acum cu succes un prim pas spre iluminarea acestor procese.

Studiul lor, publicat recent în revista științifică Nature, demonstrează că partea responsabilă de capacitatea adaptativă este cortexul orbitofrontal, o regiune a cortexului cerebral care stă în spatele ochilor. Cortexul orbitofrontal este capabil să reprogrameze neuronii localizați în zonele senzoriale.

Observarea celulelor creierului în actul de reînvățare

În experimentele lor cu șoareci, cercetătorii au simulat un proces de reînvățare în condiții controlate și au investigat ce se întâmplă în creier la nivelul neuronilor individuali în timpul acelui proces.

Cercetătorii au antrenat mai întâi animalele să lingă de fiecare dată când atingeau o fâșie aspră de hârtie de șlefuit și au răsplătit răspunsul cu o apă îndulcită. Cu toate acestea, șoarecilor nu li s-a permis să lingă când atingeau fășiile fine de hârtie de șlefuit, iar dacă o făceau, erau pedepsiți cu un zgomot ușor iritant.

Odată ce șoarecii au înțeles cum să își îndeplinească sarcina, au schimbat sensul. Recompensa a fost acum livrată pentru hârtie de șlefuit cu granulație fină și nu cu granulație grosieră. Șoarecii au învățat rapid acest nou model de comportament opus după puțină practică.

Alertele de vreme rea nu se mai opresc! A fost emis un nou cod galben de ninsori, frig şi vânt

Cum a murit Ana, tânăra însărcinată din Republica Moldova. Detalii socante! Principalul suspect, un fost poliţist

O autoritate superioară recartografiază celulele

În timpul experimentului, neurologii au folosit tehnici biologice și imagistice moleculare pentru a analiza funcția neuronilor individuali din zonele cerebrale implicate.

Analiza lor a relevat faptul că un grup de celule cerebrale din cortexul orbitofrontal este deosebit de activ în timpul procesului de reînvățare. Celulele din această zonă au urmat inițial vechiul model de activitate, dar unele dintre ele s-au adaptat apoi la noua situație.

Când neuronii specifici din cortexul orbitofrontal au fost dezactivați în mod deliberat, reînvățarea a fost afectată și neuronii din zona senzorială nu au mai prezentat modificări în activitatea lor.

“Am putut astfel să demonstrăm că există o conexiune directă de la cortexul orbitofrontal la zonele senzoriale ale creierului și că unii neuroni sunt recartografiați acolo”, explică Helmchen.

Plasticitatea acestor celule și instrucțiunile pe care le primesc de la cortexul orbitofrontal de ordin superior par a fi cruciale pentru flexibilitatea comportamentală și pentru capacitatea noastră de a ne adapta la noi situații.

“Se știe de mult că cel implicat în procesele decizionale este cortexul orbitofrontal. Dar circuitele neuronale care stau la baza acestei funcții erau necunoscute până acum”, spune Abhishek Banerjee, autorul principal al studiului, acum profesor asociat la Universitatea Newcastle, Marea Britanie.

“Acest mod de comunicare și control în zonele îndepărtate ale creierului este cu adevărat remarcabil”.

Cercetătorii cred că procesele fundamentale pe care le-au observat la șoareci au loc în mod similar și în creierul uman.

Rezultatele cercetărilor pot contribui la o mai bună înțelegere a tulburărilor cerebrale în care flexibilitatea în luarea deciziilor este afectată, așa cum este, de exemplu în diferite forme de autism și schizofrenie.