Miten tavat muodostuvat aivoissa? Prosessissa on mukana erilaisia soluja ja prosesseja, jotka auttavat sementoimaan päivittäiset rituaalimme rutiineiksi. Dartmouthin tutkijat havaitsivat hiljattain, että aivojen dorsolateraalinen striatum -alue kokee lyhyen aktiivisuuspurkauksen, kun uusia tapoja muodostuu.
Journal of Neuroscience -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan tämä purkaus kestää vain puolen sekunnin ajan. Ja kun tapa vahvistuu, aktiivisuuspurkaus lisääntyy. Dartmouthin tutkijat havaitsivat, että tapoja voidaan kontrolloida riippuen siitä, kuinka aktiivinen dorsolateraalinen striatum on.
”Tuloksemme havainnollistavat, kuinka tapoja voidaan kontrolloida pienessä aikaikkunassa, kun ne ensimmäisen kerran käynnistyvät. Aivotoiminnan voimakkuus tässä ikkunassa määrittää, tuleeko koko käyttäytymisestä tapa vai ei”, sanoi vanhempi kirjoittaja Kyle S. Smith, Dartmouthin psykologian ja aivotutkimuksen laitoksen apulaisprofessori ja jatko-opintojen johtaja, tutkimuksen yhteenvedossa. ”Tulokset osoittavat, kuinka dorsolateraalisen striatumin aktiivisuus tottumusten muodostuessa todella kontrolloi sitä, kuinka tottumuksellisia eläimet ovat, mikä antaa todisteita kausaalisesta suhteesta.”
Smith on aiemmin julkaissut tutkimuksen, joka osoitti, että tämä dorsolateraalisen striatumin aivoaktiivisuuden puhkeaminen korreloi rotan tottumuksen kanssa juosta labyrinttiä. (Rottien aivot ovat samanlaiset kuin ihmisillä.) Uutta tutkimusta varten tutkijat manipuloivat purskahdusta optogenetiikaksi kutsutulla menetelmällä, jossa vilkkuva sininen valo kiihdyttää aivosoluja, kun taas vilkkuva keltainen valo estää soluja ja sammuttaa ne.
Kun rotat oli koulutettu juoksemaan sokkeloa, tutkijat kiihdyttivät soluja niiden dorsolateraalisessa striatumissa, mikä johti siihen, että rotat juoksivat tarmokkaammin ja tottumuksellisemmin koko labyrintin matkan – eläimet eivät enää pysähtyneet keskipisteeseen katselemaan ympärilleen. Kun soluja estettiin, rotat toimivat hitaasti ja näyttivät menettävän tapansa kokonaan. Sitten tutkijat vaihtoivat maukkaan palkkion johonkin muuhun. Kun rotat olivat innoissaan, ne juoksivat edelleen kohti palkintoa, mutta kun soluja estettiin, rotat ”käytännössä kieltäytyivät juoksemasta, kun siitä ei ollut saatavissa palkintoa.”
”Kun tutkijat sovelsivat valon manipulointia juoksujen keskellä toisena päivänä, vaikutusta ei juurikaan ollut”, todetaan lehdistötiedotteessa. ”Kun rotat olivat jo asettaneet liikkeelle koko käyttäytymissekvenssin – juoksu, kääntyminen ja pysähtymissekvenssi – tämä tapa näytti sanelevan niiden toimintaa, ikään kuin ne olisivat autopilotilla.”
Habit chunking
MIT:n neurotieteilijät löysivät aiemmin toisen palasen tavan palapelistä ja havaitsivat, että hermosoluilla aivojen striatum-nimisessä osassa, joka löytyy tyvitumakkeista, on tärkeä rooli tavan muodostumisessa, erityisesti kun kyse on ”chunkingista”, tavasta, joka koostuu monista pienemmistä toimista. (Esimerkiksi ”hammasharjan nostaminen, hammastahnan puristaminen siihen ja sitten harjan nostaminen suuhun.”)
Neuronit ”laukeavat opitun rutiinin alussa, hiljenevät sen suorittamisen ajaksi ja laukeavat sitten uudelleen, kun rutiini on päättynyt”, kerrotaan lehdistötiedotteessa. ”Kun nämä mallit ovat kerran muodostuneet, tavasta on äärimmäisen vaikea päästä eroon.”
Nämä kaksi tutkimusta saattavat selittää, miten tavat muodostuvat aivoissa, mutta Duken yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että striatumissa oleva yksittäinen hermosolutyyppi, jota kutsutaan nopeasti piikittäväksi interneuroniksi, toimii tapojen ”pääohjaajana”. He havaitsivat, että jos se sammutetaan, tavat voidaan katkaista.
”Tämä solu on suhteellisen harvinainen solu, mutta se on hyvin vahvasti yhteydessä tärkeimpiin neuroneihin, jotka välittävät lähtevää viestiä tälle aivoalueelle”, Duken yliopiston lääketieteellisen keskuksen neurologian ja neurobiologian apulaisprofessori Nicole Calakos sanoi tutkimuksen yhteenvedossa. ”Huomasimme, että tämä solu on tottumuskäyttäytymisen mestariohjaaja, ja se näyttää tekevän sen uudelleenjärjestelemällä lähtevien neuronien lähettämän viestin.”
Tutkijoiden mukaan sen ymmärtäminen, miten tottumukset muodostuvat aivoissa, on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan kehittää strategioita niiden muuttamiseksi.
Tottumusten muuttaminen
Jos on jokin tietty tapa, jonka haluaisit muuttaa tai luoda, vaikkapa herätä aikaisemmin, juoda enemmän vettä tai lukea enemmän – hyviä uutisia, sinun ei tarvitse ymmärtää neurotieteitä päästäkseen alkuun. Warwickin, Princetonin ja Brownin yliopistojen tutkijoiden mukaan se vaatii vain toistoa. Tutkimuksen tekijät loivat digitaalisten rottien avulla mallin, joka osoittaa, että tottumusten muodostuminen riippuu enemmän siitä, kuinka usein suoritat jonkin toiminnon kuin siitä, kuinka paljon tyydytystä saat siitä.
”Psykologit ovat yrittäneet ymmärtää, mikä ohjaa tottumuksiamme jo yli vuosisadan ajan, ja yksi toistuvista kysymyksistä on se, kuinka paljon tottumukset ovat seurausta siitä, mitä haluamme, ja kuinka paljon siitä, mitä teemme”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja, tohtori Amitai Shenhav, joka on apulaisprofessori Brown-yliopiston kognitiivisten-, lingvististen- ja psykologisten tieteiden laitoksella. ”Mallimme auttaa vastaamaan tähän ehdottamalla, että tavat itsessään ovat aikaisempien tekojemme tuote, mutta tietyissä tilanteissa nämä tavat voi syrjäyttää halumme saada paras lopputulos.”
Abstract:
Tottumukset muodostavat keskeisen osan käyttäytymistä. Viime vuosina keskeisissä laskennallisissa malleissa tottumukset on käsitteellistetty mallivapaiden vahvistusoppimismekanismien synnyttämiksi, jotka tyypillisesti valitsevat käytettävissä olevien toimintojen välillä sen perusteella, millaista tulevaa arvoa kustakin odotetaan saatavan. Perinteisesti tavat on kuitenkin ymmärretty käyttäytymiseksi, jonka ärsyke voi laukaista suoraan ilman, että eläimen tarvitsee arvioida odotettuja tuloksia. Tässä kehitämme tämän perinteisen näkemyksen mukaisen laskennallisen mallin, jossa tottumukset kehittyvät pikemminkin hiljattain tehtyjen toimien suoran vahvistamisen kuin tulosten koodaamisen kautta. Osoitamme, että tämä malli selittää tottumusten keskeiset käyttäytymisilmiöt, kuten tunteettomuuden lopputuloksen devalvaatiolle ja ehdonalaisuuden heikkenemiselle sekä vahvistusaikataulun vaikutukset tottumusten muodostumisnopeuteen. Malli selittää myös yleiset havainnot perseveraatiosta toistuvissa valintatehtävissä tottumuksen lisäilmiönä. Ehdotamme, että tavanomaisen käyttäytymisen kuvaaminen arvovapaisiin mekanismeihin tarjoaa yksinkertaisen selityksen olemassa oleville käyttäytymis- ja hermostotiedoille. Tämä kartoitus voi tarjota uuden perustan vankkojen ja kattavien mallien rakentamiselle tottumusten vuorovaikutuksesta muiden, tavoitteellisempien käyttäytymistyyppien kanssa ja auttaa ohjaamaan paremmin tutkimusta välineellisen käyttäytymisen hallinnan taustalla olevista hermomekanismeista yleisemmin.