Από τις συναντήσεις εργασίας μέχρι τα πρώτα ραντεβού, είναι απαραίτητο να προσαρμόζουμε τη συμπεριφορά μας για επιτυχία. Σε ορισμένες καταστάσεις, μπορεί ακόμη και να είναι ζήτημα ζωής ή θανάτου. Πώς λοιπόν αλλάζουμε τη συμπεριφορά μας όταν οι καταστάσεις αλλάζουν;
Δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, νευροεπιστήμονες από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα (OIST) περιγράφουν τη νευρωνική βάση της ευελιξίας της συμπεριφοράς σε ποντίκια, με γνώσεις που μπορούν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε μια μεγάλη ποικιλία ασθενειών και διαταραχών, από τον εθισμό έως την ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή (OCD) και τη νόσο Πάρκινσον.
«Οι μηχανισμοί του εγκεφάλου πίσω από την αλλαγή των συμπεριφορών παρέμειναν ασαφείς, επειδή η προσαρμογή σε ένα δεδομένο σενάριο είναι πολύ νευρολογικά περίπλοκη. Απαιτεί διασυνδεδεμένη δραστηριότητα σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου», εξηγεί ο συν-συγγραφέας καθηγητής Jeffery Wickens, επικεφαλής της Μονάδας Έρευνας Νευροβιολογίας στο OIST.
«Προηγούμενη εργασία έχει δείξει ότι οι χολινεργικοί ενδιάμεσοι νευρώνες -εγκεφαλικά κύτταρα που απελευθερώνουν έναν νευροδιαβιβαστή που ονομάζεται ακετυλοχολίνη- εμπλέκονται στην ενεργοποίηση της συμπεριφορικής ευελιξίας. Εδώ, μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε προηγμένες τεχνικές απεικόνισης για να δούμε την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών σε πραγματικό χρόνο και να εμβαθύνουμε στους θεμελιώδεις μηχανισμούς πίσω από την συμπεριφορική ευελιξία».
Τα χημικά σήματα της απογοήτευσης
Στις έρευνές τους, οι ερευνητές εκπαίδευσαν ποντίκια σε έναν εικονικό λαβύρινθο, διδάσκοντάς τους τη σωστή διαδρομή για να λάβουν μια ανταμοιβή. Στη συνέχεια άλλαξαν τη διαδρομή, οδηγώντας σε μια απροσδόκητη απώλεια ανταμοιβής για τα ποντίκια, και παρατήρησαν τις επιπτώσεις αυτής της απογοητευτικής αλλαγής χρησιμοποιώντας μικροσκοπία δύο φωτονίων.
«Νευρωνικά, παρατηρήσαμε μια σημαντική αύξηση στην απελευθέρωση ακετυλοχολίνης σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου. Και συμπεριφορικά, είδαμε περισσότερα ποντίκια να εμφανίζουν αυτό που είναι γνωστό ως συμπεριφορά «μετατόπισης απώλειας» -αλλάζοντας τις επιλογές τους στον λαβύρινθο μετά από μη ανταμοιβή», λέει ο Δρ. Gideon Sarpong, πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
«Όσο μεγαλύτερη ήταν η αύξηση της ακετυλοχολίνης, τόσο πιο πιθανό ήταν τα ποντίκια να αλλάξουν τις μελλοντικές τους επιλογές. Τα αποτελέσματά μας κατέδειξαν τη σημασία της ακετυλοχολίνης στην διακοπή συνηθειών και στη δυνατότητα λήψης νέων επιλογών».
Για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά τους, οι ερευνητές ανέστειλαν την παραγωγή ακετυλοχολίνης. Παρατήρησαν μια σημαντική πτώση στη συμπεριφορά μετατόπισης απώλειας, αποδεικνύοντας τον ουσιαστικό ρόλο αυτού του νευροδιαβιβαστή στην προσαρμογή της συμπεριφοράς.
Ενώ η πλειονότητα των χολινεργικών ενδιάμεσων νευρώνων παρήγαγε περισσότερη ακετυλοχολίνη, ορισμένες μικρές περιοχές των κυττάρων έδειξαν μείωση ή καμία αλλαγή. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή θα μπορούσε να είναι μια μέθοδος για τη διατήρηση προηγούμενων πληροφοριών σχετικά με τις σωστές οδούς.
«Αυτό δείχνει ότι τα ποντίκια μπορεί να μην ξεχνούν απαραίτητα την προηγούμενη οδό προς την ανταμοιβή, αλλά να διατηρούν αυτές τις πληροφορίες σε περίπτωση που η κατάσταση αλλάξει ξανά», λέει ο Sarpong.
Κατανόηση νευρολογικών διαταραχών
Ενώ η μελέτη παρουσιάζει ένα άλμα προς τα εμπρός στην κατανόηση της ευελιξίας της συμπεριφοράς, οι ερευνητές τονίζουν ότι αυτή η έρευνα είναι μόνο ένα μέρος μιας ευρύτερης εικόνας. Άλλες περιοχές του εγκεφάλου, κύτταρα και νευροδιαβιβαστές εμπλέκονται σε ένα σύνθετο σύστημα πολλαπλών συστατικών.
«Αλλά είναι ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ, καθώς η δραστηριότητα του ραβδωτού σώματος, όπου συγκρατούνται αυτοί οι χολινεργικοί ενδιάμεσοι νευρώνες, είναι ένα κεντρικό συστατικό αυτού του συστήματος», τονίζει ο καθηγητής Wickens.
Πέρα από τη θεμελιώδη κατανόηση της νευροεπιστήμης της συμπεριφοράς, οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτά τα ευρήματα μπορούν να ενημερώσουν την ιατρική και την υγειονομική περίθαλψη.
«Τα επίπεδα ακετυλοχολίνης συχνά μεταβάλλονται στις θεραπείες για νευροψυχιατρικές διαταραχές όπως η νόσος του Πάρκινσον ή η σχιζοφρένεια, επομένως η κατανόηση της λειτουργίας αυτού του νευροδιαβιβαστή είναι απαραίτητη για τη θεραπεία πολλών νευροψυχιατρικών διαταραχών», λέει ο καθηγητής Wickens.
«Συγκεκριμένα, σε καταστάσεις όπως ο εθισμός και η ιδεοψυχαναγκαστική διαταραχή, βλέπουμε δυσκολία στην διακοπή των συνηθειών και στην αλλαγή συμπεριφοράς. Έτσι, η κατανόηση των μηχανισμών της ευελιξίας της συμπεριφοράς μπορεί μια μέρα να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε καλύτερες θεραπείες».
Περισσότερες πληροφορίες: Spatially heterogeneous acetylcholine dynamics in the striatum promote behavioral flexibility, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66826-1.
