Přeskočit na obsah

Serotonin může zvyšovat rychlost učení, tvrdí studie

Studie britských a portugalských vědců navazuje na předchozí vědecké práce, které dávaly serotonin do souvislosti s pamětí a neuroplasticitou mozku. Tato studie testovala na myších modelech, jak rychle jsou zvířata schopna přizpůsobit své chování nastalé situaci. A podle závěrů, které přinesl odborný časopis Nature Communications, zrychluje zpracovávání nových informací právě serotonin.

„Když byly neurony se serotoninovými receptory pomocí světla aktivovány, pomohlo to myším k rychlejší adaptaci jejich chování v situaci, která vyžadovala určitou flexibilitu,“ vysvětluje spoluautor studie Zachary Mainen z Champalimaud Centre for the Unknown (CCU) v Lisabonu. „Dávaly novým informacím větší váhu a měnily své myšlení při aktivaci těchto neuronů mnohem rychleji,“ dodává.

Dvojí strategie učení

Úkolem myší ve studii bylo najít v uzavřené komoře vodu, kterou byly naplněny zásobníky po pravé a levé straně komory. K vodě se mohly myši dostat až po kontaktu se zásobníkem, který ovšem vodu neuvolnil pokaždé, ale vždy jen s určitou mírou pravděpodobnosti. Vodu se myši snažily získat praktikováním metody pokus-omyl. Vědci si všimli, že myším trvalo různě dlouhou dobu, než se po jednom pokusu odhodlaly k dalšímu. Někdy se zvířata snažila dostat se k vodě hned po neúspěšném pokusu a někdy naopak čekala delší dobu. Sklon vyčkávat déle byl pozorován častěji na začátku a na konci každé části experimentu. Vědci si to vysvětlují tím, že na začátku experimentu mohla být zvířata nepozorná a spíše se chtěla dostat z místnosti co nejdříve ven. Na konci experimentu pak myši mohly ztratit motivaci k hledání vody, protože už předtím uspěly. Právě proměnlivost chování nakonec přivedla vědecký tým k teorii, jakým způsobem může serotonin proces učení a rozhodování ovlivnit.

Pracovní versus dlouhodobá paměť

Podle toho, jak dlouho mezi pokusy čekaly upřednostňovaly myši vždy jednu ze dvou strategií. Při krátkém čekání se rozhodovaly podle toho, jak dopadl jejich předchozí pokus. Když získaly vodu z jednoho zásobníku, zkoušely ten samý zase znova. Když žádnou vodu ze zásobníku nedostaly, přesunuly se raději k tomu druhému. Této strategii se říká "win-stay-lose-switch". V případě, že čekaly delší dobu se myši častěji rozhodly na základě dlouhodobějších zkušeností.

Podle vědců to znamená, že v prvním případě myši využívaly svou pracovní paměť nebo jiný typ krátkodobé paměti, která vedla k rozhodnutí na základě čerstvě získaných zkušeností. V menším počtu případů ovšem myši využívaly i dlouhodobou paměť, díky které se rozhodovaly podle znalostí, které si vybudovaly během delšího časového intervalu.

Serotonin zvyšuje efektivitu učení

Pomocí optogenetické techniky, která využívá světla k řízení buněk, obvykle neuronů, vědci během studie stimulovali buňky produkující serotonin a následně zjišťovali, jak zvýšená koncentrace serotoninu ovlivní chování myši při řešení daného úkolu. Analýzou získaných dat došli k závěru, že při vyšších koncentracích serotoninu se myši učily na základě předchozích zkušeností efektivněji. Ovšem jen v případě, kdy se rozhodovaly až po delším časovém intervalu.

Serotonin vždy zlepšuje efektivitu učení na základě odměňování, ale při experimentu působil pouze v menším množství případů, kdy myši musely udělat nějaké rozhodnutí. „Ve většině pokusů byl výběr řízen tzv. „rychlým systémem, kdy se myši držely strategie win-stay-lose-switch,“ říká jeden z autorů studie Kiyohito Iigaya z University College London (UCL). Dodává ale, že tato strategie nevysvětluje chování zvířete ve všech případech. “Ve zbylých pokusech jsme zjistili, že zvířata se řídila tzv. “pomalým systémem”, při kterém jejich výběr ovlivnila zkušenost získání odměny z celé řady předchozích pokusů, a ne pouze z těch posledních,” vysvětluje Iigaya. Serotonin ovlivnil pouze ta rozhodnutí, při kterých myši následovaly „pomalý systém“.

Spojení mezi náladou s chováním

Autoři věří, že tato zjištění mohou vysvětlit, proč léky ze skupiny SSRI (Selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu), které zvyšují koncentrace serotoninu a jsou užívány v léčbě deprese, jsou nejvíce účinné v kombinaci s kognitivní behaviorální terapií (KBT). Zatímco SSRI zmírní depresi vyrovnáním chemické nerovnováhy v mozku, KBT mění chybné vzorce chování, čímž pomáhá zlepšit projevy deprese. „Naše výsledky ukazují, že serotonin podporuje plasticitu mozku prostřednictvím vlivu na rychlost učení,“ shrnují vědci závěr studie.

Zdroj: https://www.medicalnewstoday.com/articles/322263.php

Zdroj: MT

Sdílejte článek

Doporučené

Máme se bát chřipky?

29. 11. 2021

Máme se bát chřipky? Pod tímto názvem se 22. listopadu 2021 konal seminář organizovaný Medical Tribune v pražském ILF. Tématy byly onemocnění…

Zajímavosti z Lipidové akademie 2021

26. 11. 2021

V jihomoravském Mikulově se ve dnech 22. až 23. října už posedmé odehrálo setkání odborníků na metabolismus krevních lipidů, Česko‑slovenská lipidová…