Wie bilden sich Gewohnheiten im Gehirn? An diesem Prozess sind verschiedene Zellen und Prozesse beteiligt, die dazu beitragen, unsere täglichen Rituale zu Routinen zu verfestigen. Forscher aus Dartmouth entdeckten kürzlich, dass das dorsolaterale Striatum, eine Region des Gehirns, einen kurzen Aktivitätsschub erfährt, wenn sich neue Gewohnheiten bilden.
Dieser Schub dauert nur eine halbe Sekunde, so die im Journal of Neuroscience veröffentlichte Studie. Und je stärker eine Gewohnheit wird, desto stärker wird der Aktivitätsschub. Die Forscher aus Dartmouth fanden heraus, dass Gewohnheiten kontrolliert werden können, je nachdem, wie aktiv das dorsolaterale Striatum ist.
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie Gewohnheiten in einem winzigen Zeitfenster kontrolliert werden können, wenn sie zum ersten Mal in Gang gesetzt werden. Die Stärke der Hirnaktivität in diesem Zeitfenster bestimmt, ob das gesamte Verhalten zur Gewohnheit wird oder nicht“, so der Hauptautor Kyle S. Smith, außerordentlicher Professor und Leiter der Graduiertenstudien in der Abteilung für Psychologie und Gehirnwissenschaften in Dartmouth, in einer Zusammenfassung der Forschungsergebnisse. „Die Ergebnisse zeigen, dass die Aktivität im dorsolateralen Striatum bei der Entstehung von Gewohnheiten tatsächlich die Gewohnheit der Tiere steuert, was einen kausalen Zusammenhang belegt.“
Smith hatte zuvor Forschungsergebnisse veröffentlicht, die zeigten, dass dieser Ausbruch der Hirnaktivität im dorsolateralen Striatum mit der Gewohnheit von Ratten korreliert, ein Labyrinth zu laufen. (Für die neue Studie manipulierten die Forscher den Ausbruch mit einer Methode namens Optogenetik, bei der blinkendes blaues Licht die Gehirnzellen anregt, während ein blinkendes gelbes Licht die Zellen hemmt und sie abschaltet.
Nachdem die Ratten darauf trainiert wurden, ein Labyrinth zu laufen, erregten die Forscher Zellen in ihrem dorsolateralen Striatum, was dazu führte, dass die Ratten energischer und gewohnheitsmäßiger durch das gesamte Labyrinth liefen – die Tiere hielten nicht mehr in der Mitte an, um sich umzusehen. Wurden die Zellen gehemmt, liefen die Ratten langsamer und schienen ihre Gewohnheit ganz zu verlieren. Dann tauschten die Forscher die schmackhafte Belohnung gegen etwas anderes aus. Wenn die Ratten erregt waren, rannten sie immer noch zur Belohnung, aber wenn die Zellen gehemmt waren, weigerten sich die Ratten „im Wesentlichen, zu rennen, wenn es keine Belohnung gab.“
„Als die Forscher die Lichtmanipulationen in der Mitte der Läufe an einem anderen Tag anwandten, gab es wenig Wirkung“, heißt es in der Pressemitteilung. „Wenn die Ratten bereits die gesamte Verhaltenssequenz – Laufen, Drehen und Stoppen – in Gang gesetzt hatten, schien diese Gewohnheit ihre Handlungen zu diktieren, als ob sie auf Autopilot liefen.“
Habit chunking
Ein weiteres Teil des Gewohnheitsrätsels wurde von Neurowissenschaftlern des MIT entdeckt, die herausfanden, dass Neuronen in einem Teil des Gehirns, dem so genannten Striatum, das sich in den Basalganglien befindet, eine wichtige Rolle bei der Gewohnheitsbildung spielen, insbesondere wenn es um „chunking“ geht, eine Gewohnheit, die aus vielen kleineren Handlungen besteht. (Zum Beispiel „die Zahnbürste in die Hand nehmen, Zahnpasta darauf drücken und dann die Bürste zum Mund führen“)
Die Neuronen „feuern zu Beginn einer erlernten Routine, werden ruhig, während sie ausgeführt wird, und feuern dann wieder, wenn die Routine beendet ist“, heißt es in einer Pressemitteilung. „
Diese beiden Studien können erklären, wie sich Gewohnheiten im Gehirn bilden, aber eine Studie der Duke University fand heraus, dass eine einzige Art von Neuron im Striatum, das so genannte schnell-spikende Interneuron, als „Master-Controller“ von Gewohnheiten dient. Sie fanden heraus, dass Gewohnheiten unterbrochen werden können, wenn diese Zelle ausgeschaltet wird.
„Diese Zelle ist eine relativ seltene Zelle, aber eine, die sehr stark mit den Hauptneuronen verbunden ist, die die ausgehende Nachricht für diese Gehirnregion weiterleiten“, sagte Nicole Calakos, eine außerordentliche Professorin für Neurologie und Neurobiologie am Duke University Medical Center, in einer Zusammenfassung der Forschung. „Wir haben herausgefunden, dass diese Zelle eine Hauptsteuerungsfunktion für gewohnheitsmäßiges Verhalten hat, und sie scheint dies zu tun, indem sie die von den ausgehenden Neuronen gesendete Nachricht neu orchestriert.“
Das Verständnis, wie Gewohnheiten im Gehirn gebildet werden, ist entscheidend für die Entwicklung von Strategien, um sie zu ändern, sagen die Forscher.
Gewohnheiten ändern
Wenn es eine bestimmte Gewohnheit gibt, die Sie gerne ändern oder schaffen würden, z. B. früher aufzustehen, mehr Wasser zu trinken oder mehr zu lesen – eine gute Nachricht: Sie müssen die Neurowissenschaften nicht verstehen, um loszulegen. Laut Forschern der Universitäten Warwick, Princeton und Brown ist alles, was es braucht, Wiederholung. Die Autoren der Studie haben mit Hilfe digitaler Ratten ein Modell entwickelt, das zeigt, dass die Bildung von Gewohnheiten eher davon abhängt, wie oft man eine Handlung ausführt, als davon, wie viel Befriedigung man dabei empfindet.
„Psychologen versuchen seit über einem Jahrhundert zu verstehen, was unsere Gewohnheiten antreibt, und eine der immer wiederkehrenden Fragen ist, inwieweit Gewohnheiten ein Produkt dessen sind, was wir wollen, und nicht dessen, was wir tun“, so Studienmitautor Dr. Amitai Shenhav, Assistenzprofessor am Fachbereich für kognitive, linguistische und psychologische Wissenschaften der Brown University. „Unser Modell hilft bei der Beantwortung dieser Frage, indem es vorschlägt, dass Gewohnheiten selbst ein Produkt unserer früheren Handlungen sind, aber in bestimmten Situationen können diese Gewohnheiten durch unseren Wunsch, das beste Ergebnis zu erzielen, verdrängt werden.“
Abstract:
Gewohnheiten bilden eine entscheidende Komponente des Verhaltens. In den letzten Jahren haben wichtige Computermodelle Gewohnheiten als Ergebnis von modellfreien Verstärkungslernmechanismen konzeptualisiert, die typischerweise zwischen verfügbaren Handlungen auf der Grundlage des erwarteten zukünftigen Werts jeder Handlung auswählen. Traditionell wurden Gewohnheiten jedoch als Verhaltensweisen verstanden, die direkt durch einen Stimulus ausgelöst werden können, ohne dass das Tier die erwarteten Ergebnisse bewerten muss. Hier entwickeln wir ein Computermodell, das diese traditionelle Sichtweise widerspiegelt und in dem sich Gewohnheiten durch die direkte Verstärkung kürzlich durchgeführter Handlungen und nicht durch die Kodierung von Ergebnissen entwickeln. Wir zeigen, dass dieses Modell wichtige Verhaltensmanifestationen von Gewohnheiten erklärt, einschließlich der Unempfindlichkeit gegenüber der Abwertung von Ergebnissen und der Verschlechterung der Kontingenz, sowie die Auswirkungen des Verstärkungsplans auf die Geschwindigkeit der Gewohnheitsbildung. Das Modell erklärt auch die weit verbreitete Beobachtung der Perseveration bei Aufgaben mit wiederholter Auswahl als eine zusätzliche Verhaltensmanifestation des Gewohnheitssystems. Wir schlagen vor, dass die Abbildung gewohnheitsmäßiger Verhaltensweisen auf wertfreie Mechanismen eine schlüssige Erklärung für die vorhandenen Verhaltens- und neuronalen Daten liefert. Diese Zuordnung kann eine neue Grundlage für den Aufbau robuster und umfassender Modelle der Interaktion von Gewohnheiten mit anderen, eher zielgerichteten Verhaltensweisen bilden und dazu beitragen, die Forschung zu den neuronalen Mechanismen, die der Kontrolle von instrumentellem Verhalten im Allgemeinen zugrunde liegen, besser zu leiten.