Forscher lokalisieren den „Schiedsrichter“ -Teil des Gehirns

Forscher haben einen Bereich des Gehirns identifiziert, der als Schiedsrichter zwischen unseren beiden Entscheidungsfindungssystemen dient, von denen eines gewohnheitsmäßigen Verhaltensweisen und das andere Maßnahmen gewidmet ist, die wir erst nach sorgfältiger Überlegung ergreifen.

Wissenschaftler des California Institute of Technology (CalTech) sagen, dass der untere laterale präfrontale Kortex und der frontopolare Kortex der Schiedsrichter sind, indem sie die Zuverlässigkeit der Vorhersagen abwägen, die jedes der Entscheidungssysteme macht, und dann die Kontrolle entsprechend zuweisen.

"Zu verstehen, wo sich der Schiedsrichter befindet und wie er funktioniert, ist ein erster Schritt, um bessere Behandlungen für Hirnstörungen wie Drogenabhängigkeit und psychiatrische Störungen wie Zwangsstörungen zu finden", so John O'Doherty, Ph.D. ., der Hauptforscher der Studie und Direktor des Caltech Brain Imaging Center.

"Nachdem wir herausgefunden haben, wo sich der Schiedsrichter befindet, können wir, wenn wir einen Weg finden, die Aktivitäten in diesem Bereich zu ändern, eine Person möglicherweise zurück zur zielgerichteten Kontrolle und weg von der gewohnheitsmäßigen Kontrolle drängen", sagte O ' Doherty, der auch Professor für Psychologie an der Caltech ist.

Er fügte hinzu, dass Forscher weit davon entfernt sind, auf der Grundlage dieser Entdeckung tatsächliche Behandlungen für Störungen zu entwickeln, bei denen das Gewohnheitssystem des Gehirns aufgeladen wird, aber dies hat einen vielversprechenden Weg für weitere Forschung eröffnet.

Für die Studie rekrutierten die Forscher Freiwillige, die ein Entscheidungsspiel auf einem Computer spielten, während sie mit einem funktionellen Magnetresonanztomographen (fMRT) verbunden waren, der ihre Gehirnaktivität überwachte.

Die Teilnehmer wurden von den Forschern aufgefordert, zu versuchen, optimale Entscheidungen zu treffen, um Münzen einer bestimmten Farbe zu sammeln, die gegen Geld einlösbar waren.

Während einer Vorbereitungsphase machten sich die Freiwilligen mit dem Spiel vertraut und bewegten sich durch eine Reihe von Bildschirmräumen, in denen sich jeweils unterschiedliche rote, gelbe oder blaue Münzen befanden.

Während des eigentlichen Spiels wurde ihnen mitgeteilt, welche Münzen in jeder Runde einlösbar sind, und sie hatten die Wahl, in zwei Phasen nach rechts oder links zu navigieren, da sie wussten, dass sie nur die Münzen in ihrem letzten Raum sammeln würden. Manchmal waren alle Münzen einlösbar, was die Aufgabe nach Ansicht der Forscher eher gewohnheitsmäßig als zielgerichtet machte.

Durch die Änderung der Wahrscheinlichkeit, von einem Raum in einen anderen zu gelangen, konnten die Forscher das Ausmaß des gewohnheitsmäßigen und zielgerichteten Verhaltens der Freiwilligen testen und gleichzeitig entsprechende Änderungen ihrer Gehirnaktivität überwachen.

Die Forscher konnten auch die fMRT-Daten und die von den Freiwilligen getroffenen Entscheidungen mit mehreren Rechenmodellen vergleichen, die sie zur Berücksichtigung des Verhaltens erstellt hatten. Das Modell, das am genauesten mit den experimentellen Daten übereinstimmte, umfasste die beiden Gehirnsysteme, die getrennte Vorhersagen darüber machten, welche Maßnahmen in einer bestimmten Situation zu ergreifen sind, berichteten die Forscher.

„Der Schiedsrichter empfing Signale von diesen Systemen und verfolgte die Zuverlässigkeit der Vorhersagen, indem er die Differenz zwischen den vorhergesagten und den tatsächlichen Ergebnissen für jedes System maß. Diese Zuverlässigkeitsschätzungen wurden dann verwendet, um zu bestimmen, wie viel Kontrolle jedes System über das Verhalten des Einzelnen ausüben sollte “, erklärten die Forscher.

In diesem Modell stellt der Schiedsrichter sicher, dass das System, das zu jedem Zeitpunkt die zuverlässigsten Vorhersagen trifft, das größte Maß an Kontrolle über das Verhalten ausübt.

"Was wir zeigen, ist die Existenz einer höheren Kontrolle im menschlichen Gehirn", sagte Sang Wan Lee, Ph.D., Hauptautor der neuen Studie und Postdoktorand für Neurowissenschaften bei Caltech. "Der Schiedsrichter trifft im Grunde Entscheidungen über Entscheidungen."

Die Forscher bestätigten frühere Ergebnisse und stellten in den Gehirnscans fest, dass ein Bereich, der als posteriores Putamen bekannt ist, zu Zeiten aktiv war, als das Modell voraussagte, dass das Gewohnheitssystem Vorhersagewerte berechnen sollte.

Sie gingen noch einen Schritt weiter und untersuchten die Verbindung zwischen dem hinteren Putamen und dem Schiedsrichter. Sie sagen, was sie gefunden haben, könnte erklären, wie der Schiedsrichter das Gewicht für die beiden Lernsysteme festlegt: Die Verbindung zwischen dem Schiedsrichterbereich und dem hinteren Putamen änderte sich je nachdem, ob das zielgerichtete oder das gewohnheitsmäßige System als zuverlässiger angesehen wurde.

„Es wurde jedoch keine solche Verbindung zwischen dem Schiedsrichter und den Gehirnregionen gefunden, die am zielgerichteten Lernen beteiligt sind. Dies deutet darauf hin, dass der Schiedsrichter möglicherweise hauptsächlich durch Modulation der Aktivität des Gewohnheitssystems arbeitet “, spekulieren die Forscher.

"Eine faszinierende Möglichkeit, die sich aus diesen Erkenntnissen ergibt, die wir in zukünftigen Arbeiten testen müssen, besteht darin, dass eine gewohnheitsmäßige Verhaltensweise der Standardzustand sein kann", sagte O’Doherty. "Wenn der Schiedsrichter feststellt, dass Sie in Ihrem Verhalten zielgerichteter sein müssen, erreicht er dies, indem er die Aktivität des gewohnheitsmäßigen Systems hemmt, fast so, als würden Sie während der Fahrt die Bremsen Ihres Autos betätigen."

Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Neuron.

Quelle: California Institute of Technology