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Les scientifiques indiquent exactement le circuit de cerveau pour la préférence de risque chez les rats

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Quand des rats ont été formés pour choisir entre de hautes et à faible risque options tandis qu'un circuit dans leurs cerveaux était surveillé et manoeuvré, un signal spécifique dans ce circuit a déterminé leur choix.

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Les investigateurs chez Stanford University ont identifié un petit groupe de cellules nerveuses dans une région spécifique de cerveau des rats dont signalant l'activité, ou le manque de lui, explique la vaste partie de différences dans des préférences de prise de risques parmi les animaux.

Cette activité prévoit non seulement mais détermine effectivement si un animal décide de prendre une occasion ou un bâton avec le choix sûr.

Les résultats examinent la recherche non envahissante conduite précédemment chez l'homme. Des « humains et les rats font impliquer les structures semblables de cerveau, » a dit Karl Deisseroth, DM, le doctorat, professeur de la bio-ingénierie et de la psychiatrie et des sciences comportementales. « Et nous avons constaté qu'une drogue connue pour augmenter la préférence de risque dans les personnes a exercé le même effet sur les rats. Tellement chaque indication est que ces résultats sont appropriés aux humains.

La « conduite à risque a ses moments où elle est valeur, » il s'est ajoutée. « En tant que des espèces, nous ne serions pas venus dans la mesure où nous avons sans lui. »

Mais une propension pour le comportement à haut risque peut endommager, aussi, a dit Deisseroth, un psychiatre de pratique. « J'ai vu des patients quel activité anormal qui recherche haute a eu comme conséquence les accidents, les dépendances et les échecs sociaux, financiers ou professionnels qui les ont exposés à beaucoup de mal et blâme. »

La recherche est décrite dans un papier a édité le 23 mars en ligne en nature. Deisseroth est l'auteur supérieur. L'auteur important est étudiant de troisième cycle Kelly Zalocusky.

En jetant la lumière non seulement sur la façon dont différentes décisions sont prises mais sur pourquoi les personnes diffèrent dans leurs profils globaux de prise de risques, l'étude pourrait fournir une meilleure compréhension de quelques conditions psychiatriques et mener pour améliorer des médicaments pour les traiter. Et, d'ailleurs, elle pourrait aider des chercheurs à atténuer l'effet des drogues qui influencer des préférences de risque. Par exemple, une drogue a appelé le pramipexole, prescrit pour la maladie de Parkinson et d'autres désordres de cerveau, peuvent poser le problème jouant.

L'appétit pour le risque varie

Les personnes varient dans leur appétit pour le risque, ont dit Deisseroth, le CAD. Chen Professor et une investigatrice de Howard Hughes Medical Institute. La plupart des humains adultes sont relativement risque-opposés. Donné un choix entre par exemple un salaire stable ou un revenu indépendant de fluctuation qui est susceptible d'enrouler être en hausse à peu près identique ou même légèrement plus grand à long terme, les personnes sélectionneront habituellement l'option salariée.

La conduite à risque a ses moments où elle est valeur.

Cela semble raisonnable évolutionnaire, Deisseroth a dit. « On ne peut pas toujours adopter la longue position. Dans un monde toujours-changeant rempli de dangers s'étendant de la famine aux prédateurs, même si une option plus risquée a un retour prévu plus élevé au fil du temps, on ne peut pas toujours vivre assez longtemps pour tirer profit de lui, » il a dit.

Cependant, une minorité dans chacun des espèces étudiées tend à préférer le risque. Et même les personnes en grande partie risque-opposées choisissent parfois des options plus risquées.

Les chercheurs se sont concentrés sur un complexe des circuits de cerveau connu sous le nom de système de récompense qui est partagé par chaque créature vivante des mouches aux humains. La conservation évolutionnaire de ces circuits est due à son rôle essentiel le comportement des personnes de guidage, et en assurant la survie des espèces, en induisant des sensations agréables et en amplifiant la motivation en réponse à l'anticipation ou à la réalisation des comportements tels que la consommation et l'accouplement.

Récompensez la région de nerf principale de système

Une caractéristique de noyau du système de récompense est une région de nerf projetant d'une structure de profond-cerveau appelée le secteur tegmental ventral à une autre structure dans le forebrain, les accumbens de noyau. Les cellules nerveuses dans cette région peuvent sécréter une dopamine appelée chimique qui lie pour apprêter des récepteurs résidant sur quelques cellules nerveuses dans les accumbens de noyau. Ceci, consécutivement, met à feu l'activité dans les cellules qui hébergent des dopamine-récepteurs. Les récepteurs tombent principalement dans deux catégories, DR1 et DR2, qui sont en grande partie trouvés sur différentes cellules.

Tirer sur des signes des documents médicaux — y compris la recherche humaine précédente d'imagerie cérébrale par le co-auteur d'étude et le professeur agrégé de la psychologie Brian Knutson, doctorat, indiquant l'activité accrue dans les accumbens de noyau quand les gens envisageaient de prendre des risques — les chercheurs ont mis à zéro dedans sur l'activité en cellules nerveuses de DR2-containing dans les accumbens de noyau pendant le processus décisionnel. Ils ont employé une fibre optique simple et cheveu-mince implantée dans les accumbens du noyau des rats aux deux signaux électrochimiques de moniteur là — une technique a appelé la photométrie de fibre — et reproduisez avec précision la synchronisation et la grandeur de ces signaux naturels en stimulant des cellules avec la lumière — une technique a appelé l'optogenetics. Les deux techniques ont été frayées un chemin dans le laboratoire de Deisseroth.

Les scientifiques ont visé les cellules DR2 chez les rats qui avaient été formés et équipés pour la photométrie et l'optogenetics de fibre d'une fibre optique mince et implantée qui a permis aux rats de se bouger librement. Les expériences qui ont suivi ont été conçues par Zalocusky et ses collègues comprenant Knutson et Deisseroth.

Mmmmm, l'eau de sucre

Les rats pourraient lancer une session en poussant leur nez dans un trou, auquel les leviers du point deux sauteraient. Tirant un levier, les rats ont bientôt appris, ont eu comme conséquence une dose fiable de l'eau de sucre, toujours la même taille. La traction de l'autre levier rapporterait une dose beaucoup plus petite de la sucre-eau le plus souvent, mais beaucoup plus grande de temps à autre. Le système a été installé de sorte que l'un ou l'autre de levier gagne à un rat même tout le profit, par la suite.

Une fois que qualifiés, environ deux-tiers des rats ont prouvé risque-opposé, uniformément choisissant le « salaire de régulier-paiement. » Un tiers demeurant étaient les types « indépendants » qui recherche le risque. Si les chercheurs dupaient les rats en renversant les profits des leviers, les rats ont répondu en commutant des leviers, chacun adhérant à son propre programme préféré de récompense.

De temps en temps, bien que, un rat de l'un ou l'autre de type vérifie l'option négligée. Si un rat risque-opposé expérimentant de cette fa4con s'avérait justement devenir chanceux et récolter des ventis, ils essayeraient ce levier encore ; s'il recevait un maigre revenu, il est rapidement revenu au levier de « salaire ». Facile-venu, facile-vont des risque-chercheurs étaient relativement confiant par les récompenses petit-que-anticipées. Comme certains, un rat qui recherche le risque sur une série de matches perdus n'abandonne pas tellement facilement.

Changement des préférences du risque des rats

l'observation Fibre-photométrique a indiqué que — pendant l'approximativement pendant 1 seconde période après qu'un rat a lancé le procès mais avant qu'il a été permis de tirer un ou autre levier — l'activité en cellules nerveuses de DR-2-containing des accumbens de noyau a été sensiblement élevée dans risque-opposé, mais non qui recherche le risque, rats. Imitant ce modèle de signalisation en stimulant optogenetically les cellules DR-2 avec des pulsations lumineuses, les chercheurs ont fait devenir les rats qui recherche le risque risque-opposés. Leur penchant de jeu est retourné dès que les impulsions de laser ont été arrêtées. Stimulant les mêmes cellules chez les rats qui étaient déjà risque-opposés produits essentiellement aucun changement de leur comportement.

Il regarde comme si nous avons trouvé un signal de cerveau que, dans la plupart des personnes, correspond à une mémoire d'un choix risqué échoué.

En revanche, fournir le pramipexole (une drogue de DR2-stimulating qui favorise la conduite à risque dans les personnes) directement aux accumbens du noyau des rats a temporairement converti des rats de risque-avoider en risque-chercheurs et a également réduit la taille du signal dans leurs accumbens de noyau. Un composé de DR1-stimulating n'a eu aucun un tel effet.

« Il regarde comme si nous avons trouvé un signal de cerveau que, dans la plupart des personnes, correspond à une mémoire d'un choix risqué échoué, » avons dit Deisseroth. « Il semble représenter la mémoire de ces résultats défavorables récents, manifestée plus tard juste au bon moment quand il peut, et fait, modifient une décision prochaine. »

Le signal était le plus haut chez les rats risque-opposés qui avaient été occupés des résultats décevants sur le procès précédent, et était faible chez les rats qui recherche le risque, à moins que forcé dans l'existence par stimulation optogenetic. Ce signal a pu servir de guide à comprendre la variabilité interpersonnelle dans qui recherche le risque. « Il pourrait également être possible d'employer cette analyse animale pour prévoir comment les différentes drogues peuvent influencer la prise de risques humaine, » Zalocusky a dit.

D'autres co-auteurs de Stanford de l'étude sont directeur Charu Ramakrishnan de laboratoire et chercheurs post-doctoraux Talia Lerner, doctorat, et Thomas Davidson, doctorat.

L'étude a été financée par les instituts de la santé nationaux (concessions 2R01MH086373, 1F31MH105151 et 5R37DA035377), le National Science Foundation, l'Advanced Research Projects Agency de la défense, les fonds de Stanford Neuroscience Institute Big Ideas, le Stanford Neuroscience Program, les fonds de famille de Wiegers, Nancy et le James Grosfeld Foundation et le H.L. Snyder Medical Foundation.

Les départements de Stanford de la bio-ingénierie et de la psychiatrie et les sciences de l'étude du comportement et l'université fendant le programme neural de code ont également soutenu le travail. Le département de la bio-ingénierie est conjointement actionné par l'École de Médecine et l'école de l'ingénierie