Склонность к азартным играм определяется нейронами прилежащего ядра

Психология азарта зависит от работы дофаминовых нейронов D2 в прилежащем ядре

Психология азарта, по крайней мере отчасти, зависит от работы дофаминовых нейронов D2 в прилежащем ядре. Рисунок с сайта berdof.com

— Вот я, например, всегда лотерейные билеты покупаю.
— Ну и как, выиграла что-нибудь?
— А как же! Два раза по рублю...
Из к/ф «Москва слезам не верит»

Ученые из Стэнфордского университета заставили крыс участвовать в лотерее. Не денежной, конечно, но с привлекательной для них наградой. По своему поведенческому рисунку крысы разделились на две группы — осторожные и готовые идти на риск. Разнице в поведении соответствовала различная картина активации дофаминовых нейронов в одном из участков лимбической системы — так называемом прилежащем ядре. Если активацию этих нейронов снизить, то осторожные особи превращаются в рисковых игроков; если же у заядлых игроков ее увеличить, то они превращаются в сдержанных тихонь.

Нейробиологи из Стэнфордского университета расшифровали нейронный механизм, лежащий в основе страсти к игре и риску. Исследование проводилось на крысах, хотя, как поясняют ученые, в основе лежат механизмы системы награды, общие для всех млекопитающих и многих других животных. Рисковать в надежде на награду в различных ситуациях склонно большинство животных, включая человека, других млекопитающих, мух, пчел, цикад...

Исследование делилось на два этапа. Первый этап — поведенческие эксперименты. Перед подопытными крысами стояла задача: выбрать рычаг, который выдал бы желаемое количество сахарной воды (крысы ее очень любят). Один из рычагов давал небольшую порцию сладкой воды, а другой — или совсем мало, буквально каплю, или иногда, в четверти случаев, сразу очень много (рис. 1). Суммарное количество желанного угощения в обоих случаях было одинаковым.

Рис. 1. Схема опыта

Рис. 1. Схема эксперимента.
В первой серии подготовительных опытов крысы учились нажимать носом на кнопку в течение секунды, чтобы стали доступными рычаги, открывающие доступ к сахарной воде.
Во второй серии подготовительных опытов крысы должны были уяснить, что рычаги дают разное количество воды.
В третьей серии животные обучались узнавать по расположению, что один из рычагов (правый или левый) выдает одинаковое количество (50 мкл) сиропа, а второй чаще выдает совсем мало (10 мкл), но изредка нажатие на него дает и очень много сиропа (170 мкл). 12 крыс из 320 не справились с обучением, и их вернули в домашнюю клетку.
В основной серии опытов обученным крысам давали возможность самим выбрать, на какой рычаг нажимать, и, соответственно, получить либо гарантированные 50 мкл, либо надеяться на большой выигрыш при более вероятной неудаче. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Nature

Большинство крыс, столкнувшись раз-два с мизерной порцией угощения, переходили к гарантированной средней порции. И старались придерживаться этой стратегии. Иногда все же они снова рисковали: если удача им сопутствовала и в мисочку выливалась большая порция, то они снова нажимали на тот же рычаг. Если же после этого им доставалась жалкая капля, то они возвращались к проверенной стратегии получения среднего количества сиропа. Такое поведение вполне понятно и предсказуемо; предсказуемость его была оценена в 82%, что довольно высоко для поведенческих экспериментов. Но была и вторая группа крыс, которые вели себя иначе (рис. 2). Они готовы были рисковать снова и снова, нажимая на «непредсказуемый» рычаг, даже потерпев ряд неудач. Вторая группа составила примерно 15% от общего числа испытуемых. Получается, что среди крыс, как и среди людей, имеются «игроки» — особо склонные к рискованному поведению индивиды.

Рис. 2. Вероятность следующего выбора в зависимости от предыдущих попыток

Рис. 2. Вероятность следующего выбора в зависимости от предыдущих попыток: и сдержанные игроки (черные точки), и склонные к риску (красные точки) животные после предыдущей удачи (левый график) выбирали тот же «рискованный» рычаг. И красная, и черная кривые описываются сходными параметрами. В случае неудачи (правый график) дело обстоит по-другому. Большинство игроков с высокой вероятностью возвращаются к «надежному» рычагу, но некоторые продолжают настаивать на своем выборе. Это и есть группа азартных игроков. Графики из обсуждаемой статьи в Nature

Далее следовало изучение специфики работы мозга у сдержанных и азартных животных. На этом этапе были задействованы и фармакологические, и электрофизиологические методы. Фармакологическая часть исследования базировалась на свойстве препарата прамипексола (Pramipexole) усиливать склонность к авантюрным поступкам и азартному поведению у людей и животных. Этот препарат, как известно, специфически связывается с дофаминовыми рецепторами группы D2, наиболее распространенной мишенью нейролептиков. Прамипексол через тончайшие трубочки точечно вводили крысам прямо в мозг, в те участки, где работают рецепторы D2. Только в одном отделе — в прилежащем ядре — инъекции вызвали смену поведения у ранее сдержанных игроков. Они стали выбирать «непредсказуемый» рычаг даже после неудач, превратившись на время в заядлых игроков. Значит, таким образом, узко очертилась цель — дофаминовые рецепторы D2 в прилежащем ядре.

Чтобы их исследовать (а в прилежащем ядре бесчисленное количество разных нейронов), ученые биохимически сконструировали специальный промотор для этих рецепторов, присоединив к нему вдобавок метку. С помощью этой метки можно было регистрировать сигнал возбуждения от требуемых нейронов. После вживили нескольким крысам в прилежащее ядро сверхтонкое проводящее оптоволокно, с помощью которого и регистрировался сигнал от D2-нейронов.

Картина возбуждения этих нейронов оказалась весьма интересной: она различалась у сдержанных и азартных игроков. На принятие решения у крысы уходила секунда — то самое время, пока она нажимала носом на кнопку. Оказалось, что в течение этой секунды после неудачного раунда у сдержанных игроков сигнал возбуждения был четкий и имел высокую амплитуду, а у азартных игроков этот сигнал был совсем незначительным. В результате они склонялись к многообещающему, но рискованному выбору. Если при этом намеренно возбудить у них нейроны D2 — а это можно сделать с помощью того же вживленного оптоволокна, — то весь азарт у крыс пропадает, и они возвращаются после неудач к надежному среднему. Такие изменения в поведении при стимуляции нейронов D2 характерны только для азартных животных, на поведение сдержанных животных стимуляция нейронов D2 никак не влияет (рис. 3).

Рис. 3. Изменения в поведении при стимуляции нейронов D2

Рис. 3. Изменения в поведении при стимуляции нейронов D2 в прилежащем ядре у изначально азартных крыс (левый график) и изначально не подверженных рисковому поведению (правый график). В качестве контроля использовалась активация других нейронов в том же участке мозга (обозначены eYFP); они никак не отличаются у двух групп крыс. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Складывается впечатление, что в нейронах D2 прилежащего ядра формируется память о неудачах, которая модулирует решение о выборе дальнейшего поведения. Эта память проявляется как возбуждение соответствующих нейронов. Если она ослаблена по тем или иным причинам, то индивид выбирает возможность получения как можно большей награды.

Авторы работы предполагают, что данная схема поможет разработать лечение пациентов с подобными нарушениями, а также скорректировать лечение прамипексолом, который прописывается, например, больным паркинсонизмом. Важно, однако, и то, что нейробиологи нашли место еще одному кусочку колоссальной мозаики, которую представляет работающий мозг. Это еще один небольшой шажок к пониманию нейробиологической схемы регуляции поведения животных. Хотелось бы еще верить, что болезненную склонность к игре, издавна известную у людей, в будущем можно будет так или иначе сгладить.

Источник: Kelly A. Zalocusky, Charu Ramakrishnan, Talia N. Lerner, Thomas J. Davidson, Brian Knutson, Karl Deisseroth. Nucleus accumbens D2R cells signal prior outcomes and control risky decision-making // Nature. Published online 23 March 2016. DOI: 10.1038/nature17400.

Елена Наймарк


17
Показать комментарии (17)
Свернуть комментарии (17)

  • нoвый учacтник  | 25.03.2016 | 19:58 Ответить
    >>...одинаковое количество (50 мл) сиропа, а второй чаще выдает совсем мало (10 мл), но изредка нажатие на него дает и очень много сиропа (170 мл)...

    170 мл? Это же почти стакан - крысу разорвет нафиг, извините за научный термин :)

    микролитры должны быть
    Ответить
    • naimark > нoвый учacтник | 25.03.2016 | 20:09 Ответить
      µl - микролитр, Вы совершенно правы!
      Ответить
  • PavelS  | 25.03.2016 | 22:09 Ответить
    Азартное поведение у людей связано не столько с риском, сколько с неразумным риском, когда суммарное среднеее количество награды (мат.ожидание) будет заметно меньше при рискованном поведении. Разумный, оцениваемый, риск - это не азарт, а предпринимательство.
    Ответить
  • dasem  | 26.03.2016 | 06:19 Ответить
    Зачем же сдерживать склонность к риску? Наоборот, гораздо выгодней эту склонность стимулировать. Предлагать в казино соответствующие напитки за счет заведения, искать прочие средства воздействия на это прилежащее ядро. На этом пути видна окупаемость исследований. А превращение в осторожных тихонь может быть интересно только государству, для профилактики бунтов.
    Ответить
    • Aab > dasem | 27.03.2016 | 12:40 Ответить
      15% населения будут время от времени нуждаться в применении терапии - добровольно или/и принудительно.

      Перспективы! Завораживают.

      :(
      Ответить
  • napa3um  | 26.03.2016 | 10:16 Ответить
    У социальных животных, видимо, отбор поддерживает и "осторожных тихонь", и "авантюристов" (создаёт две конкурирующие стратегии или их градиент). Наверное, в целом для популяции нужны и те, и другие (одни для нахождения новых ресурсов, другие - для сохранения старых). Наверное, наличие градиентов в поведенческих паттернах и является "ролевой" основой социальности (создаёт "социальные ниши" в группе).
    Ответить
  • Амвросий  | 27.03.2016 | 21:59 Ответить
    Я не считаю, что это полный эксперимент. Для определения роли в группе этих азартных крыс нужно было сначала провести известный эксперимент с водной преградой, когда группа делилась на рискованных особей (добытчиков), агрессоров, которые отбирали добычу и подбирателей крошек. Если эти азартные крысы окажутся теми самыми добытчиками, то не думаю, что подавление этих качеств положительно скажется на живучести группы.
    Ответить
    • Coyro > Амвросий | 29.03.2016 | 12:00 Ответить
      В статье ничего не сказано про "живучесть", да и не претендует она на это.
      Ответить
      • Амвросий > Coyro | 29.03.2016 | 22:00 Ответить
        В комментариях уже прямо обсуждают перспективы применения таких препаратов, которые вводили прямо в мозг крысам. Для подавления демонстраций, я так понимаю, их не терпится использовать.
        Ответить
        • Promat > Амвросий | 30.03.2016 | 18:36 Ответить
          "Дикие" государства, где возможны реально опасные для властей демонстрации-выступления, до понимания и овладения подобными технологиями дойдут ещё очень не скоро. А всем цивилизованным давно хватает обработки населения через СМИ. Достаточно и сейчас взглянуть на любую развитую демократию: при всеобщей доступности и возможности любому политику донести информацию попросту каждому гражданину страны о программе, убеждениях, виденьи будущего, все предвыборные баталии - это по-прежнему примитивные ток-шоу, с популизмом, оскорблениями соперников и пиаром.
          Зачем накачивать толпу химией, если опробовано и проще заставить думать её как нужно тебе?
          Ответить
  • Nycticorax  | 28.03.2016 | 18:45 Ответить
    >>Складывается впечатление, что в нейронах D2 прилежащего ядра формируется память о неудачах, которая модулирует решение о выборе дальнейшего поведения. Эта память проявляется как возбуждение соответствующих нейронов. Если она ослаблена по тем или иным причинам, то индивид выбирает возможность получения как можно большей награды.

    Или, говоря проще, склонность к риску это проявление недостаточной обучаемости?
    Ответить
    • napa3um > Nycticorax | 29.03.2016 | 07:07 Ответить
      Наличие "необучаемых обывателей" в популяции помогает ей выжить, похоже. Возможно, это помогает строить иерархии ("необучаемые" становятся исполнителями за "короткое" поощрение, "обучаемые" становятся координаторами).
      Ответить
      • Амвросий > napa3um | 29.03.2016 | 22:21 Ответить
        Иерархия важна у стайных животных, волков например. Вожак волков, который является главным исполнителем, необучаемый? Он специально унижает слабых волков, чтобы показать свою власть в стае, чтобы они следовали за ним. У крыс же эти "авантюристы" прокладывают безопасные крысьи тропы, ищут запасы пищи в одиночку. А остальные крысы уже подтягивается к результатам их деятельности. Поэтому важно знать как влияет изъятие этих рискованных крыс на живучесть колонии.
        Вот наглядный пример, что такое иерархия у волков:
        https://www.youtube.com/watch?v=tOJGdkDjgQM
        На видео видно, что вожак идёт первый, принюхиваясь, - он знает, что ищет. Его помощник идёт поодаль, но не владеет ситуацией. Вожак обнаруживает добычу и нападает первым, крепко хватая добычу. Помощник суетится, копирует поведение вожака, в конце выпускает добычу из пасти. Учит в данном случае вожак.
        Ответить
        • napa3um > Амвросий | 30.03.2016 | 11:58 Ответить
          "Необучаемый" в моём комментарии обозначало "склонный к риску".
          Ответить
          • Амвросий > napa3um | 30.03.2016 | 18:58 Ответить
            Я понял, каких крыс вы имели ввиду. Только у них иерархия примитивная, там эти рисковые крысы по середине находятся. Альфа-самцы могут их съесть, а они в свою очередь собирателей крошек. Обучение имеет место у волков, только учат там как раз альфа-самцы. У крыс же альфа-самцы избегают лишнего риска потому, что крыс едят множество хищников.
            Ответить
    • naimark > Nycticorax | 29.03.2016 | 09:55 Ответить
      Мы не знаем, вовлекается ли в обучение этот участок мозга. Может эта область придается сформированной с рождения и мало меняется.
      Ответить
  • Malcolm  | 29.03.2016 | 16:56 Ответить
    Всегда знал что у азартников просто мозг не в порядке.
    Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»