Как серотонинът и допаминът определят "егоизма" при избора на хората

Ваня Милева Последна промяна на 29 февруари 2024 в 00:00 4080 0

Дизайн на експеримента

Кредит https://doi.org/10.1038/s41562-024-01831-w

Дизайн на експеримента. Вляво (a) е показано разположението на електрода, като пунктираният кръг подчертава целевата област на мозъка - Субстанция нигра (Substantia nigra, лат. "Черно вещество"), структура в главния мозък, съдържаща допаминергични неврони. Вдясно (b) е структурата на играта ултиматум: предложителят може да бъде или лице; или чрез компютър (робот), може да откажете или приемете предложената сума; в една трета от кръговете пациентите са помолени да оценят емоционалното си състояние; общият брой предложения от хора и компютри е еднакъв, но не може да бъде равен по време на една игра.

Ново проучване, изследващо как невротрансмитерите допамин и серотонин в човешкия мозък влияят на социалното поведение, откри, че човешкият мозък е по-склонен да отхвърля предложения да дели пари с хора, но е по-вероятно да приеме предложения на компютри.

В изследването е използвана класическата игра за подялба "Ултиматум" - "вземи или остави", използвана в изследвания в психологията за изучаване на егоистичните и неегоистичните избори.

Хората взаимодействат по много различен начин с другите хора и с машините. Серотонинът и допаминът, или по-точно сложният баланс на тези невротрансмитери в нашия мозък, са отговорни за тези разлики в поведението. Доскоро бе невъзможно детайлно и пряко да се определи как се формира човешкото социално поведение на молекулярно ниво в невроните.

Новото изследване е първото, което прави това директно чрез измерване на концентрациите на невротрансмитери директно в мозъка на жив човек.

Според изявление на учените, това проучване е проведено върху пациенти, диагностицирани с болестта на Паркинсон, подложени на мозъчна операция, докато са будни, насочени към субстанция нигра (Substantia nigra, лат. "черно вещество"), важна област в главния мозък, съдържаща нервни клетки, които комуникират с другите чрез допамин, структура, свързана с моторния контрол и обработката на наградите.

Субектите са четирима пациенти с болестта на Паркинсон, които са претърпели дълбока мозъчна стимулация (DBS). Това е хирургично лечение, което включва имплантиране на устройство, което стимулира определена част от мозъка с електрически импулси. Участниците в експеримента се съгласяват да увеличат времето на операцията с половин час, за да измерват концентрацията на невротрансмитери директно в главите си.

Експерименталната процедура е както следва. По време на операцията, при която пациентът трябва да е в съзнание, освен DBS електродите, в мозъка им временно е въведен още един. Той действа като електрохимична сонда, която регистрира текущата концентрация на серотонин и допамин в тъканите на substantia nigra на мозъка. Измерванията се извършват десет пъти в секунда, което прави възможно наблюдението на функционирането на невротрансмитерите в реално време.

След въвеждането на всички електроди е проведен експеримент, директно тестващ механизмите на социалното поведение. Интерфейсът на играта "Ултиматум" е показан на дисплей в зрителното поле на пациента.

Отговорът на мозъка на икономическите предложения

Учените направиха първото откритие, наблюдавайки какво се случва в мозъците на хората, играещи играта, в която те трябва да решат дали да приемат или отхвърлят парични предложения.

Изследователите сравняват как хората реагират, когато играят срещу компютър и срещу друг човек, и установят, че когато хората играят срещу човек, е по-вероятно да отхвърлят оферти, дори ако това означава, че ще получат по-малко пари.

По време на проучването на пациентите са представени различни дялове от $20 както от участници хора, така и от играч някакъв компютър. Например един играч може да предложи да запази $16, оставяйки на пациента останалите $4. Ако пациентът откаже това разделение, нито една от страните не получава пари.

Те също така откриват, че допаминът се увеличава, когато хората играят срещу друг човек, което предполага, че е свързано със социалните взаимодействия.

От друга страна, серотонинът, друг мозъчен химикал, остава същият, независимо срещу кого се играе.

Проучването показа, че допаминът реагира на това дали офертата е по-добра или по-лоша от преди, като изненади или промени в играта. Серотонинът обаче изглежда реагира само на стойността на офертата точно в този момент.

"Може да научите хората какво трябва да правят в този вид игри – те трябва да приемат дори малки награди, за разлика от никаква награда", коментира Рийд Монтегю (Read Montague), професор от Техническия Университет на Виржиния Върнън Маунткасъл в Института за биомедицински изследвания Fralin във VTC и старши автор на изследването.

"Когато хората знаят, че играят на компютър, те играят перфектно, точно като математичните икономисти – те правят това, което трябва да правят. Но когато играят с човешко същество, не си помагат. Те често са принудени да накажат по-малката оферта, като я отхвърлят."

Нивата на невротрансмитери, наблюдавани в реално време

Това проучване разкрива, че промените в допамина и серотонина в определена част от мозъка са свързани с това как възприемаме социалните ситуации и решаваме дали да приемем или отхвърлим предложения.

Учените използват електроди от въглеродни влакна за събиране на данни и инструменти за машинно обучение, за да анализират и интерпретират електрохимичните сигнали, записани от пациентите. Това им позволява да наблюдават динамичните взаимодействия на допамин и серотонин в мозъка по време на социални взаимодействия и процеси на вземане на решения.

"Насочваме вниманието към различни когнитивни процеси и най-накрая получаваме отговори на въпроси с по-фини биологични детайли", отбелязва първият автор Дан Банг (Dan Bang), доцент по клинична медицина в университета в Орхус в Дания.

Банг посочва, че нивата на допамин са по-високи, когато хората взаимодействат с друг човек вместо с компютър и твърди, че е наложително да се измери и серотонинът, за да се осигури увереност, че цялостният отговор на социалния контекст е специфичен за допамина.

"Необработените данни, които събираме от пациенти, не са специфични за допамин, серотонин или норепинефрин – това е смес от тях", обяснява Кен Кишида (Ken Kishida), съавтор на изследването и доцент по транслационни невронауки и неврохирургия в Медицинския факултет на университета Уейк Форест.

"По същество използваме инструменти за машинно обучение, за да отделим това, което е в необработените данни, да разберем подписа и да декодираме какво се случва с допамин и серотонин."

Резултатите от това проучване предлагат обещаващи пътища за разбиране на човешкото поведение и напредък в клиничните приложения.

Обещаващи подходи за лечение на хора с когнитивен дефицит

Откритията биха могли да подобрят разбирането на човешкия мозък, потенциално водещи до персонализирани подходи за лечение и целенасочени терапевтични интервенции, подобрявайки резултатите за лица, засегнати от състояния със социални когнитивни дефицити.

Освен това, методологията на изследването допринася за напредъка на невронаучните изследвания, като осигурява по-задълбочено разбиране на динамиката на невротрансмитерите в човешкия мозък, проправяйки пътя за по-нататъшни изследвания на ролята на други невротрансмитери и мозъчни региони в сложно поведение и когнитивни процеси.

Тези открития също обещават за разработване на нови фармакологични интервенции, персонализирани медицински стратегии и подобрени диагностични инструменти за подобряване на човешкото здраве.

"Имаме огромен брой хора по света, които страдат от различни психиатрични състояния и в много случаи фармакологичните решения не работят много добре, добавя Майкъл Фридландер (Michael Friedlander), изпълнителен директор на Института за биомедицински изследвания на Фралин и невролог, отбелязвайки, че изследването променя цялата област на неврологията и способността ни да изследваме човешкия ум и мозък - с технология, която дори не сме си представяли преди години.

"Допаминът, серотонинът и други невротрансмитери по някакъв начин са тясно свързани с тези разстройства. Това проучване добавя истинска прецизност и количествено измерване за разбирането на тези проблеми. Можем да сме сигурни, че тази работа ще бъде изключително важна в бъдеще за разработването на лечения."

Справка: Batten, S.R., Bang, D., Kopell, B.H. et al. Dopamine and serotonin in human substantia nigra track social context and value signals during economic exchange. Nat Hum Behav (2024). https://doi.org/10.1038/s41562-024-01831-w 

ИзточникStudy tracks brains response to economic exchange in first-in-human discovery, Interesting Engineering,

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !