เราประดิษฐ์รถหนูคันแรกจากภาชนะพลาสติกใส่ธัญพืช หลังจากลองผิดลองถูก ฉันและเพื่อนร่วมงานพบว่าหนูสามารถเรียนรู้ที่จะขับรถไปข้างหน้าได้โดยจับสายไฟเล็กๆ ที่ทำหน้าที่เหมือนคันเร่ง ไม่นานนัก พวกเขาก็ควบคุมทิศทางอย่างแม่นยำจนน่าประหลาดใจเพื่อให้ได้ขนม Froot Loop
ตามที่คาดไว้ หนูที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์ พร้อมด้วยของเล่น พื้นที่ และสหาย เรียนรู้ที่จะขับรถเร็วกว่าหนูในกรงมาตรฐาน การค้นพบนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบประสาท: ความสามารถของสมองในการเปลี่ยนแปลงตลอดอายุขัยเพื่อตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อม
หลังจากที่เราตีพิมพ์งานวิจัยเรื่องการขับขี่หนูแล้วไปไวรัส ในสื่อ- โปรเจ็กต์นี้ดำเนินต่อไปในห้องทดลองของฉันด้วยยานพาหนะควบคุมด้วยหนูหรือ ROV ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ ซึ่งออกแบบโดยศาสตราจารย์ด้านวิทยาการหุ่นยนต์จอห์น แมคมานัสและนักเรียนของเขา ROV ไฟฟ้าที่ได้รับการอัพเกรดเหล่านี้ ซึ่งมีสายไฟกันหนู ยางที่ทำลายไม่ได้ และคันโยกการขับขี่ตามหลักสรีรศาสตร์ คล้ายกับ Cybertruck เวอร์ชันหนูของ Tesla
ในฐานะนักประสาทวิทยา ใครสนับสนุนที่อยู่อาศัยและการทดสอบในแหล่งที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติ ฉันพบว่ามันน่าสนุกที่ได้เห็นว่าเราหลงทางจากการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการของฉันไปไกลแค่ไหนกับโครงการนี้ โดยทั่วไปแล้วหนูชอบดิน กิ่งไม้ และหินมากกว่าวัตถุที่เป็นพลาสติก ตอนนี้เราให้พวกเขาขับรถแล้ว
ที่เกี่ยวข้อง:
แต่มนุษย์ก็ไม่ได้วิวัฒนาการมาเพื่อขับเคลื่อนเช่นกัน แม้ว่าบรรพบุรุษของเราในสมัยโบราณจะไม่มีรถยนต์พวกเขามีสมองที่ยืดหยุ่นที่ทำให้พวกเขาได้รับทักษะใหม่ๆ — ไฟ ภาษา เครื่องมือหิน และการเกษตร และไม่นานหลังจากการประดิษฐ์วงล้อ มนุษย์ก็สร้างรถยนต์
แม้ว่ารถยนต์ที่สร้างขึ้นสำหรับหนูจะห่างไกลจากสิ่งที่พวกเขาพบเจอในป่า แต่เราเชื่อว่าการขับรถเป็นวิธีที่น่าสนใจในการศึกษาว่าสัตว์ฟันแทะได้รับทักษะใหม่ๆ อย่างไร โดยไม่คาดคิด เราพบว่าหนูมีแรงจูงใจอย่างมากในการฝึกขับรถ โดยมักจะกระโดดขึ้นไปบนรถและเร่ง "เครื่องยนต์คันโยก" ก่อนที่ยานพาหนะจะออกสู่ถนน ทำไมเป็นอย่างนั้น?
หนู revving engine - youtube
หนูบางตัวฝึกให้ขับดันคันโยกก่อนที่รถจะวางบนสนามแข่ง ราวกับว่าพวกมันตั้งตารอคอยรถคันหน้าอย่างใจจดใจจ่อ
จุดหมายใหม่ของความสุข
แนวคิดจากหนังสือเรียนจิตวิทยาเบื้องต้นนำมาสู่มิติใหม่ที่เกิดขึ้นจริงในห้องปฏิบัติการการขับสัตว์ฟันแทะของเรา ต่อยอดแนวทางการเรียนรู้ขั้นพื้นฐาน เช่นเครื่องปรับอากาศซึ่งส่งเสริมพฤติกรรมเป้าหมายผ่านสิ่งจูงใจเชิงกลยุทธ์ เราได้ฝึกอบรมหนูทีละขั้นตอนในโปรแกรมการศึกษาของผู้ขับขี่
ในขั้นต้นพวกเขาเรียนรู้การเคลื่อนไหวขั้นพื้นฐานเช่นปีนขึ้นไปในรถและกดคันโยก แต่ด้วยการฝึกฝน การกระทำง่ายๆ เหล่านี้ได้พัฒนาไปสู่พฤติกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การบังคับรถไปยังจุดหมายปลายทางที่เฉพาะเจาะจง
หนูยังสอนบางสิ่งที่ลึกซึ้งแก่ฉันในเช้าวันหนึ่งระหว่างนั้น-
มันเป็นช่วงฤดูร้อนปี 2020 ซึ่งเป็นช่วงเวลาแห่งความโดดเดี่ยวทางอารมณ์ของเกือบทุกคนบนโลกนี้ แม้แต่หนูทดลองก็ตาม เมื่อฉันเดินเข้าไปในห้องแล็บ ฉันสังเกตเห็นบางสิ่งที่ผิดปกติ: หนูฝึกหัดขับรถทั้งสามตัวรีบวิ่งไปที่ด้านข้างของกรงอย่างกระตือรือร้น และกระโดดขึ้นมาเหมือนกับที่สุนัขของฉันทำเมื่อถูกถามว่าเขาอยากเดินเล่นหรือไม่
พวกหนูทำแบบนี้มาตลอดแต่ฉันไม่ได้สังเกตเลยเหรอ? พวกเขาแค่กระตือรือร้นที่จะเล่น Froot Loop หรือคาดหวังถึงไดรฟ์เองหรือไม่? ไม่ว่าในกรณีใด ดูเหมือนว่าพวกเขาจะรู้สึกบางอย่างเชิงบวก — บางทีอาจจะตื่นเต้นและคาดหวัง
พฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับประสบการณ์เชิงบวกมีความเกี่ยวข้องด้วยแต่แล้วหนูล่ะ? ฉันเห็นบางอย่างที่คล้ายกับความสุขในตัวหนูหรือเปล่า? อาจจะเป็นเช่นนั้นเมื่อคำนึงถึงสิ่งนั้นมีการแนะนำมากขึ้นว่าความสุขและอารมณ์เชิงบวกมีบทบาทสำคัญในสุขภาพของสัตว์ทั้งมนุษย์และสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์
ด้วยเหตุนี้ ทีมของฉันและฉันจึงเปลี่ยนความสนใจจากหัวข้อต่างๆ เช่น ความเครียดเรื้อรังมีอิทธิพลต่อสมองอย่างไร มาเป็นเหตุการณ์เชิงบวกและการคาดหวังต่อเหตุการณ์เหล่านี้ ส่งผลต่อการทำงานของระบบประสาทอย่างไร
ทำงานร่วมกับเพื่อนปริญญาเอกคิตตี้ ฮาร์ทวิเซ่นฉันออกแบบโปรโตคอลใหม่ที่ใช้ระยะเวลารอคอยเพื่อเพิ่มความคาดหวังก่อนเกิดเหตุการณ์เชิงบวก การนำการปรับสภาพแบบพาฟโลเวียนในการผสมหนูต้องรอ 15 นาทีหลังจากวางบล็อกเลโก้ไว้ในกรงก่อนที่พวกเขาจะได้รับ Froot Loop พวกเขายังต้องรออยู่ในกรงขนส่งสักสองสามนาทีก่อนจะเข้าสู่ Rat Park ซึ่งเป็นพื้นที่เล่นของพวกเขา นอกจากนี้เรายังเพิ่มความท้าทาย เช่น การปอกเปลือกเมล็ดทานตะวันก่อนรับประทาน
นี่กลายเป็นของเรารอมันโปรแกรมการวิจัย เราเรียกการศึกษาแนวใหม่นี้ว่า UPER ซึ่งเป็นประสบการณ์การตอบสนองเชิงบวกที่คาดเดาไม่ได้ โดยที่หนูได้รับการฝึกฝนให้รอรางวัล ในทางตรงกันข้าม หนูควบคุมจะได้รับรางวัลทันที หลังจากการฝึกอบรมประมาณหนึ่งเดือนเราจะเปิดเผยหนูไปสู่การทดสอบที่แตกต่างกันเพื่อพิจารณาว่าการรอประสบการณ์เชิงบวกมีผลต่อวิธีการเรียนรู้และประพฤติตนอย่างไร ขณะนี้เรากำลังพิจารณาสมองของพวกเขาเพื่อจัดทำแผนที่รอยเท้าทางประสาทของประสบการณ์เชิงบวกที่ขยายออกไป
ผลเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าหนูที่ต้องรอรางวัลมีสัญญาณของการเปลี่ยนจากรูปแบบการรับรู้ในแง่ร้ายไปเป็นแบบมองโลกในแง่ดี ในการทดสอบที่ออกแบบมาเพื่อวัดการมองโลกในแง่ดีของสัตว์ฟันแทะ พวกเขาทำงานได้ดีขึ้นในด้านการรับรู้และมีกลยุทธ์ในการแก้ปัญหาที่โดดเด่นยิ่งขึ้น เราเชื่อมโยงโปรแกรมนี้เข้ากับความสนใจในวงกว้างของห้องปฏิบัติการของเราBehaviorceuticalsคำที่ฉันประกาศเกียรติคุณเพื่อแนะนำว่าประสบการณ์สามารถเปลี่ยนแปลงเคมีสมองได้เช่นเดียวกับยา
งานวิจัยนี้ให้การสนับสนุนเพิ่มเติมว่าความคาดหวังสามารถเสริมพฤติกรรมได้อย่างไร การทำงานก่อนหน้านี้กับหนูทดลองได้แสดงให้เห็นว่าหนูกดแท่งโคเคน ซึ่งเป็นสารกระตุ้นที่เพิ่มการกระตุ้นโดปามีนมีประสบการณ์โดปามีนเพิ่มขึ้นแล้วขณะที่พวกเขาคาดว่าจะได้รับโคเคนปริมาณหนึ่ง
เรื่องของหางหนู
ไม่ใช่แค่ผลของความคาดหวังต่อพฤติกรรมของหนูเท่านั้นที่ดึงดูดความสนใจของเรา วันหนึ่ง นักเรียนคนหนึ่งสังเกตเห็นบางสิ่งแปลกๆ: หนูตัวหนึ่งในกลุ่มที่ได้รับการฝึกฝนให้คาดหวังว่าจะได้รับประสบการณ์เชิงบวก มีหางตั้งตรงโดยมีข้อพับอยู่ตรงปลาย คล้ายกับด้ามจับของร่มแบบเก่า
ฉันไม่เคยเห็นสิ่งนี้มาหลายทศวรรษในการทำงานกับหนู จากการตรวจสอบวิดีโอ เราพบว่าหนูที่ได้รับการฝึกให้คาดการณ์ประสบการณ์เชิงบวกมีแนวโน้มที่จะเชิดหางไว้สูงกว่าหนูที่ไม่ได้รับการฝึก แต่นี่หมายถึงอะไรกันแน่?
ด้วยความอยากรู้อยากเห็นจึงได้โพสต์ภาพพฤติกรรมดังกล่าวลงโซเชียลมีเดีย นักประสาทวิทยาหลายคนระบุว่าสิ่งนี้เป็นรูปแบบที่อ่อนโยนกว่าของสิ่งที่เรียกว่าหาง Straubซึ่งมักพบในหนูที่ได้รับมอร์ฟีนฝิ่น งูรูปตัว S นี้ก็เป็นเช่นกันเชื่อมโยงกับโดปามีน- เมื่อโดปามีนถูกบล็อก พฤติกรรมของหาง Straub จะลดลง
ยาฝิ่นและโดปามีนในรูปแบบธรรมชาติ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการทำงานของสมองที่ช่วยลดความเจ็บปวดและเพิ่มรางวัล ดูเหมือนจะเป็นส่วนผสมสำคัญของหางที่ยกขึ้นในโปรแกรมการฝึกอบรมแบบคาดหวังของเรา การสังเกตท่าทางหางของหนูช่วยเพิ่มความเข้าใจในการแสดงออกทางอารมณ์ของหนูอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งเตือนเราว่าอารมณ์ต่างๆ แสดงออกไปทั่วร่างกาย
แม้ว่าเราจะถามหนูโดยตรงไม่ได้ว่าพวกเขาชอบขับรถหรือไม่ แต่เราได้คิดค้นการทดสอบพฤติกรรมเพื่อประเมินแรงจูงใจในการขับรถของพวกมัน ครั้งนี้ แทนที่จะให้ทางเลือกแก่หนูในการขับรถไปที่ Froot Loop Tree ในกรณีนี้ พวกมันยังสามารถเดินเท้าหรืออุ้งเท้าในการเดินทางที่สั้นลงได้
น่าแปลกที่หนูสองในสามตัวเลือกที่จะใช้เส้นทางที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการหันหลังให้กับรางวัลแล้ววิ่งไปที่รถเพื่อขับไปยังจุดหมายปลายทาง Froot Loop คำตอบนี้บ่งบอกว่าหนูสนุกทั้งการเดินทางและจุดหมายปลายทางที่คุ้มค่า
บทเรียนหนูเกี่ยวกับการเพลิดเพลินกับการเดินทาง
เราไม่ใช่ทีมเดียวที่ตรวจสอบอารมณ์เชิงบวกในสัตว์
นักประสาทวิทยาจักร์ แบงก์เซฟมีชื่อเสียงหนูจั๊กจี้แสดงให้เห็นของพวกเขาความสามารถในการมีความสุข-
การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าสภาพแวดล้อมของหนูที่มีความเครียดต่ำเป็นที่น่าพอใจปรับวงจรการให้รางวัลของสมองใหม่เช่น นิวเคลียส แอคคัมเบนส์ เมื่อสัตว์ถูกเลี้ยงในสภาพแวดล้อมที่พวกมันชอบ พื้นที่ของนิวเคลียสแอคคัมเบนส์ที่ตอบสนองต่อประสบการณ์ที่น่ารับประทานจะขยายใหญ่ขึ้น อีกทางหนึ่ง เมื่อหนูถูกเลี้ยงในบริบทที่ตึงเครียด พื้นที่ที่ก่อให้เกิดความกลัวในนิวเคลียสแอคคัมเบนของพวกมันก็จะขยายออกไป ราวกับว่าสมองคือเปียโนที่สภาพแวดล้อมสามารถปรับได้
นักประสาทวิทยา Curt Richter ยังได้กล่าวถึงเรื่องนี้ด้วยพวกหนูมีความหวัง- ในการศึกษาที่ไม่ได้รับอนุญาตในปัจจุบัน หนูว่ายน้ำในถังแก้วที่เต็มไปด้วยน้ำ และจมน้ำตายในที่สุดหากไม่ได้รับการช่วยเหลือ หนูทดลองที่มนุษย์จับมักจะว่ายเป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน พวกหนูป่าก็ยอมแพ้หลังจากนั้นเพียงไม่กี่นาที อย่างไรก็ตาม หากหนูป่าได้รับการช่วยเหลือในช่วงสั้นๆ ระยะเวลาการรอดชีวิตของพวกมันจะขยายออกไปอย่างมาก บางครั้งหลายวัน ดูเหมือนว่าการได้รับการช่วยเหลือทำให้พวกหนูมีความหวังและกระตุ้นให้พวกมันดำเนินต่อไป
โครงการหนูขับรถได้เปิดประตูบานใหม่ที่คาดไม่ถึงในห้องทดลองประสาทวิทยาศาสตร์พฤติกรรมของฉัน แม้ว่าการศึกษาอารมณ์เชิงลบเช่นความกลัวและความเครียดจะเป็นสิ่งสำคัญ แต่ประสบการณ์เชิงบวกยังหล่อหลอมสมองในลักษณะที่สำคัญอีกด้วย
เนื่องจากสัตว์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นมนุษย์หรืออย่างอื่น ต่างต้องเผชิญชีวิตที่ไม่อาจคาดเดาได้ การคาดการณ์ถึงประสบการณ์เชิงบวกจะช่วยผลักดันความพากเพียรในการค้นหารางวัลของชีวิตต่อไป ในโลกแห่งความพึงพอใจในทันที หนูเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหลักการทางประสาทที่ชี้นำพฤติกรรมในชีวิตประจำวัน แทนที่จะกดปุ่มเพื่อรับรางวัลทันที พวกเขาเตือนเราว่าการวางแผน คาดการณ์ และเพลิดเพลินกับการเดินทางอาจเป็นกุญแจสำคัญในการมีสุขภาพสมองที่ดี นั่นเป็นบทเรียนนะหนูทดลองของฉันสอนฉันมาอย่างดี-
