Ultralydsteknologi ændrer menneskelig belønningslæring for første gang

Ultralydsteknologi ændrer menneskelig belønningslæring for første gang

Nucleus accumbens er et lillebitte element i den menneskelige hjerne, der aktiveres, når vi oplever noget behageligt, og hjælper os med at lære adfærd, der fører til belønninger.

En ny undersøgelse har for første gang vist, at dens indflydelse på menneskelig adfærd kan ændres ved hjælp af transkraniel ultralydsstimulering (TUS).

Ved at bruge teknikken i lidt over et minut ad gangen var forskerne i stand til at påvirke, hvordan folk lærte sammenhængen mellem bestemte signaler og belønninger.

Resultatet var, at de var mere tilbøjelige til at gentage et valg, der tidligere havde givet pote, deres læringsrater steg efter positive resultater, og de var mere tilbøjelige til at træffe positive beslutninger hurtigere.

Indtil nu er sådanne resultater kun opnået gennem kirurgiske procedurer såsom dyb hjernestimulering (DBS), hvor elektroder er fastgjort direkte til områder i en persons hjerne.

De involverede i den aktuelle undersøgelse siger dog, at deres resultater kan tyde på, at TUS har potentialet til at blive brugt som et lige så gavnligt - og ikke-invasivt - alternativ til at hjælpe mennesker, der er ramt af neurologiske eller psykiatriske lidelser såsom afhængighed, depression og spiseforstyrrelser.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftetNaturkommunikationog blev ledet af forskere fra University of Plymouth. Også involveret var University of Oxford, John Radcliffe Hospital, University Hospitals Plymouth NHS Trust, Brown University og VA Providence Healthcare System.

Professor Elsa Fouragnan, direktør for Center for Terapeutisk Ultralyd og Brain Research and Imaging Center (BRIC) ved University of Plymouth, ledede forskningen. Hun sagde: "I årtier har nucleus accumbens været i centrum for teorier om motivation og forstærkende læring. Det er sammenhængen, hvor dopaminsignaler og limbiske input konvergerer for at bestemme, hvor stærkt belønninger påvirker vores beslutninger. Vi har været i stand til at etablere en klar sammenhæng mellem et bestemt læringstræk forbundet med impulsivitet og en struktur, som vi tidligere ikke kunne opnå dette uden modulerende kirurgi. og på en personlig måde åbner det ekstraordinære muligheder for.” klinisk oversættelse."

Studiet er en del af igangværende og banebrydende forskning ved University of Plymouth i fordelene ved TUS til tilstande som angst og depression, afhængighed og andre neurologiske eller psykiatriske lidelser.

I dette projekt rekrutterede forskere 26 raske deltagere, som besøgte BRIC-faciliteten fire gange - én gang for at planlægge deres TUS-intervention, efterfulgt af tre sessioner, hvor TUS blev anvendt på forskellige dele af deres hjerne.

Cirka 10 minutter efter ultralydsinterventionen blev deltagerne placeret i scanneren for at udføre en række opgaver i løbet af en time, mens forskerholdet overvågede ændringer i deres adfærd og hjerneaktivitet.

Deltagernes præstation på opgaverne blev også sammenlignet med patienter, der modtog bilaterale dybe hjernestimuleringselektroder rettet mod nucleus accumbens som en del af terapier for behandlingsresistent anorexia nervosa.

Resultaterne viste, at DBS ofte normaliserede belønningssøgende adfærd, men TUS havde en modsat og ophidsende effekt – men begge førte til at ændre folks indlærings- og belønningsfølsomhed.

Denne undersøgelse er den vigtigste, jeg har haft fornøjelsen af ​​at lede til dato. Vi har opdaget en klar sammenhæng mellem en specifik kognitiv proces og en dyb hjernestruktur, som tidligere var uopnåelig uden operation. Det repræsenterer et vendepunkt for neuroteknologi og viser, at en ikke-invasiv ultralydstilgang kan påvirke adfærd og en dag potentielt hjælpe med at genoprette mental balance."

Professor Elsa Fouragnan, direktør for Center for Terapeutisk Ultralyd og Brain Research and Imaging Center (BRIC), University of Plymouth

Kilder: