Ultralydteknologi endrer menneskelig belønningslæring for første gang

Ultralydteknologi endrer menneskelig belønningslæring for første gang

Nucleus accumbens er et lite element i den menneskelige hjernen som aktiveres når vi opplever noe hyggelig og hjelper oss å lære atferd som fører til belønning.

En ny studie har for første gang vist at dens innflytelse på menneskelig atferd kan endres ved hjelp av transkraniell ultralydstimulering (TUS).

Ved å bruke teknikken i litt over et minutt av gangen, kunne forskerne påvirke hvordan folk lærte sammenhengene mellom visse signaler og belønninger.

Resultatet var at det var mer sannsynlig at de gjentok et valg som tidligere hadde lønnet seg, læringsraten økte etter positive utfall, og de var mer sannsynlig å ta positive beslutninger raskere.

Til nå har slike resultater kun blitt oppnådd gjennom kirurgiske prosedyrer som dyp hjernestimulering (DBS), hvor elektroder festes direkte til områder i en persons hjerne.

De som er involvert i den nåværende studien sier imidlertid at resultatene deres kan tyde på at TUS har potensial til å bli brukt som et like gunstig – og ikke-invasivt – alternativ for å hjelpe mennesker som er rammet av nevrologiske eller psykiatriske lidelser som avhengighet, depresjon og spiseforstyrrelser.

Studien er publisert i tidsskriftetNaturkommunikasjonog ble ledet av forskere fra University of Plymouth. Også involvert 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 Therapeutic Ultrasound og Brain Research and Imaging Center (BRIC) ved University of Plymouth, ledet forskningen. Hun sa: "I flere tiår har nucleus accumbens vært i sentrum for teorier om motivasjon og forsterkende læring. Det er sammenhengen der dopaminsignaler og limbiske innganger konvergerer for å bestemme hvor sterkt belønning påvirker våre beslutninger. Vi har vært i stand til å etablere en klar sammenheng mellom en spesiell læringsegenskap assosiert med impulsivitet og en struktur som vi tidligere ikke kunne oppnå uten kirurgisk område uten kirurgi. og på en personlig måte åpner det ekstraordinære muligheter for.» klinisk oversettelse."

Studien er en del av pågående og banebrytende forskning ved University of Plymouth om fordelene med TUS for tilstander som angst og depresjon, avhengighet og andre nevrologiske eller psykiatriske lidelser.

I dette prosjektet rekrutterte forskere 26 friske deltakere som besøkte BRIC-anlegget fire ganger - én gang for å planlegge TUS-intervensjonen, etterfulgt av tre økter der TUS ble brukt på forskjellige deler av hjernen deres.

Omtrent 10 minutter etter ultralydintervensjonen ble deltakerne plassert i skanneren for å utføre en rekke oppgaver i løpet av en time mens forskerteamet overvåket endringer i deres atferd og hjerneaktivitet.

Deltakernes ytelse på oppgavene ble også sammenlignet med pasienter som mottok bilaterale dype hjernestimuleringselektroder rettet mot nucleus accumbens som en del av terapier for behandlingsresistent anorexia nervosa.

Resultatene viste at DBS ofte normaliserte belønningssøkende atferd, men TUS hadde en motsatt og opphissende effekt – men begge førte til å endre folks lærings- og belønningsfølsomhet.

Denne studien er den viktigste jeg har hatt gleden av å lede til dags dato. Vi har oppdaget en klar sammenheng mellom en spesifikk kognitiv prosess og en dyp hjernestruktur som tidligere var uoppnåelig uten kirurgi. Det representerer et vendepunkt for nevroteknologi og viser at en ikke-invasiv ultralydtilnærming kan påvirke atferd og en dag potensielt bidra til å gjenopprette mental balanse."

Professor Elsa Fouragnan, direktør for Center for Therapeutic Ultrasound and the Brain Research and Imaging Center (BRIC), University of Plymouth

Kilder: