Hoe vormen gewoonten zich in de hersenen? Bij dit proces zijn verschillende cellen en processen betrokken die onze dagelijkse rituelen tot routines helpen maken. Onderzoekers van Dartmouth hebben onlangs ontdekt dat het dorsolaterale striatum, een gebied in de hersenen, een korte uitbarsting van activiteit ervaart wanneer nieuwe gewoonten worden gevormd.
Volgens het onderzoek, dat is gepubliceerd in het Journal of Neuroscience, duurt het slechts een halve seconde voordat deze uitbarsting optreedt. En naarmate een gewoonte sterker wordt, neemt de activiteitsuitbarsting toe. De Dartmouth-onderzoekers ontdekten dat gewoonten kunnen worden gecontroleerd, afhankelijk van hoe actief het dorsolaterale striatum is.
“Onze bevindingen illustreren hoe gewoonten kunnen worden gecontroleerd in een klein tijdsvenster wanneer ze voor het eerst in gang worden gezet. De sterkte van de hersenactiviteit in dit venster bepaalt of het volledige gedrag een gewoonte wordt of niet,” zei senior auteur Kyle S. Smith, een universitair hoofddocent en directeur van graduate studies in het departement van psychologische en hersenwetenschappen aan Dartmouth, in een samenvatting van het onderzoek. “De resultaten tonen aan hoe activiteit in het dorsolaterale striatum wanneer gewoonten worden gevormd, echt controleert hoe gewoonte dieren zijn, bewijs leverend voor een oorzakelijk verband.”
Smith publiceerde eerder onderzoek waaruit bleek dat deze uitbarsting in hersenactiviteit in het dorsolaterale striatum gecorreleerd was met de gewoonte van een rat om een doolhof te lopen. (De hersenen van ratten zijn vergelijkbaar met die van mensen.) Voor de nieuwe studie manipuleerden de onderzoekers de uitbarsting met een methode die optogenetica wordt genoemd, waarbij knipperend blauw licht de hersencellen opwekt, terwijl knipperend geel licht de cellen remt en uitschakelt.
Nadat de ratten waren getraind om een doolhof te rennen, activeerden de onderzoekers cellen in hun dorsolaterale striatum, waardoor de ratten krachtiger en meer gewoontegetrouw over het hele doolhof renden – de dieren stopten niet langer in het midden om rond te kijken. Wanneer de cellen werden geremd, gingen de ratten trager lopen en leken ze hun gewoonte helemaal te verliezen. De onderzoekers verwisselden vervolgens de smakelijke beloning voor iets anders. Wanneer de ratten opgewonden waren, renden ze nog steeds naar de beloning, maar wanneer ze werden geremd, weigerden de ratten “in wezen om te rennen wanneer er geen beloning te winnen was.”
“Toen de onderzoekers de lichtmanipulaties toepasten tijdens het midden van de runs op een andere dag, was er weinig effect,” aldus het persbericht. “Zodra de ratten de volledige volgorde van gedrag al in gang hadden gezet — ren, draai, en stop volgorde — leek deze gewoonte hun acties te dicteren, alsof ze op de automatische piloot stonden.”
Habit chunking
Een ander stukje van de gewoontepuzzel werd eerder ontdekt door neurowetenschappers van het MIT, die ontdekten dat neuronen in een deel van de hersenen dat het striatum wordt genoemd, gevonden in de basale ganglia, een belangrijke rol speelt bij gewoontevorming, vooral als het gaat om “chunking”, een gewoonte die bestaat uit vele kleinere handelingen. (Bijvoorbeeld, “het oppakken van onze tandenborstel, tandpasta erop knijpen, en dan de borstel naar onze mond tillen.”)
De neuronen “vuren aan het begin van een aangeleerde routine, worden stil terwijl het wordt uitgevoerd, en vuren dan weer als de routine is afgelopen,” volgens een persbericht. “Zodra deze patronen zich vormen, wordt het uiterst moeilijk om de gewoonte te doorbreken.”
Deze twee studies kunnen verklaren hoe gewoonten zich in de hersenen vormen, maar een studie van de Duke University ontdekte dat een enkel type neuron in het striatum genaamd het snel-pikkende interneuron dient als een “master controller” van gewoonten. Ze ontdekten dat als het wordt uitgeschakeld, gewoonten kunnen worden verbroken.
“Deze cel is een relatief zeldzame cel, maar een die zeer sterk verbonden is met de belangrijkste neuronen die de uitgaande boodschap voor dit hersengebied doorgeven,” zei Nicole Calakos, een universitair hoofddocent neurologie en neurobiologie aan het Duke University Medical Center, in een samenvatting van het onderzoek. “We vinden dat deze cel een master-controller is van gewoontegedrag, en het lijkt dit te doen door de boodschap die door de uitgaande neuronen wordt verzonden, opnieuw te orkestreren.”
Inzicht in hoe gewoonten in de hersenen worden gevormd, is van cruciaal belang voor het ontwikkelen van strategieën om ze te veranderen, zeggen onderzoekers.
Het veranderen van gewoonten
Als er een bepaalde gewoonte is die je zou willen veranderen of creëren, zeg, eerder opstaan, meer water drinken, of meer lezen – goed nieuws, je hoeft de neurowetenschap niet te begrijpen om aan de slag te gaan. Het enige wat nodig is, volgens onderzoekers van de universiteiten van Warwick, Princeton en Brown, is herhaling. De auteurs van de studie creëerden een model met behulp van digitale ratten dat laat zien dat het vormen van gewoonten meer afhangt van hoe vaak je een actie uitvoert dan van hoeveel voldoening je eruit haalt.
“Psychologen proberen al meer dan een eeuw te begrijpen wat onze gewoonten drijft, en een van de terugkerende vragen is hoeveel gewoonten een product zijn van wat we willen versus wat we doen,” zei studie co-auteur Dr. Amitai Shenhav, assistent-professor in Brown University’s afdeling Cognitieve, Linguïstische, en Psychologische Wetenschappen. “Ons model helpt om dat te beantwoorden door te suggereren dat gewoonten zelf een product zijn van onze eerdere acties, maar in bepaalde situaties kunnen die gewoonten worden verdrongen door onze wens om het beste resultaat te krijgen.”
Abstract:
Handelingen vormen een cruciaal onderdeel van gedrag. In de afgelopen jaren hebben de belangrijkste computationele modellen gewoonten geconceptualiseerd als voortkomend uit modelvrije mechanismen van versterkingsleren, die typisch kiezen tussen beschikbare acties op basis van de toekomstige waarde die naar verwachting zal voortvloeien uit elk. Traditioneel worden gewoonten echter begrepen als gedragingen die direct door een stimulus kunnen worden uitgelokt, zonder dat het dier de verwachte resultaten hoeft te evalueren. Hier ontwikkelen we een computationeel model dat deze traditionele opvatting incorporeert, waarin gewoonten zich ontwikkelen door de directe versterking van recent ondernomen acties in plaats van door het coderen van uitkomsten. We tonen aan dat dit model de belangrijkste gedragsuitingen van gewoonten verklaart, waaronder ongevoeligheid voor devaluatie van uitkomsten en degradatie van contingenties, alsook de effecten van het versterkingsschema op de snelheid van gewoontevorming. Het model verklaart ook de veel voorkomende waarneming van perseveratie in herhaalde-keuzetaken als een bijkomende gedragsmatige manifestatie van het gewoonte-systeem. Wij suggereren dat het in kaart brengen van gewoontegedrag op basis van waardevrije mechanismen een parsimonieuze verklaring biedt voor bestaande gedrags- en neurale gegevens. Deze mapping kan een nieuwe basis bieden voor het bouwen van robuuste en uitgebreide modellen van de interactie van gewoontes met andere, meer doelgerichte soorten gedrag en helpen om het onderzoek naar de neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan de controle van instrumenteel gedrag meer in het algemeen beter te sturen.