Наш распорядок дня может стать настолько укоренившимся, что мы будем выполнять его автоматически, например, каждый день ходим на работу одним и тем же маршрутом. Некоторые виды поведения, такие как курение или грызть ногти, становятся настолько привычными, что мы не можем остановиться, даже если захотим.
Хотя избавиться от привычек может быть сложно, нейробиологи из Массачусетского технологического института теперь показали, что они могут помешать им пустить корни, в первую очередь, у крыс, которые учатся бегать по лабиринту, чтобы заработать вознаграждение. Исследователи впервые продемонстрировали, что для того, чтобы привычки кристаллизовались, необходима активность в двух различных областях мозга. Затем они смогли блокировать формирование привычек, вмешиваясь в деятельность одной из областей мозга – инфралимбической (ИЛ) коры, которая расположена в префронтальной коре.
Исследователи Массачусетского технологического института под руководством профессора института Энн Грейбил использовали метод, называемый оптогенетикой, для блокирования активности коры IL. Это позволило им управлять клетками коры IL с помощью света. Когда клетки отключались во время каждого тренировочного пробега по лабиринту, крысы все еще учились правильно управлять лабиринтом, но когда награда была сделана по плохому вкусу, они останавливались, показывая, что привычка не сформировалась. Если бы это было так, они бы продолжали возвращаться по привычке.
"Обычно так сложно избавиться от привычки," Грейбил говорит. "Также трудно иметь привычку не формироваться, когда вы получаете вознаграждение за то, что делаете. Но с этой манипуляцией это совсем несложно. Вы просто включаете свет и бинго."
Грейбил, член Института исследований мозга Макговерна Массачусетского технологического института, является старшим автором статьи, описывающей результаты, в выпуске журнала Neuron от 27 июня. Кайл Смит, бывший постдок Массачусетского технологического института, ныне доцент Дартмутского колледжа, является ведущим автором статьи.
Паттерны привычного поведения
Предыдущие исследования того, как формируются и контролируются привычки, затрагивали кору головного мозга, а также полосатое тело, часть мозга, связанную с зависимостью и повторяющимися поведенческими проблемами, а также нормальные функции, такие как принятие решений, планирование и реакция на вознаграждение. Считается, что двигательные паттерны, необходимые для выполнения привычного поведения, хранятся в полосатом теле и его цепях.
Недавние исследования лаборатории Graybiel показали, что нарушение активности коры IL может блокировать выражение привычек, которые уже были усвоены и сохранены в полосатом теле. В прошлом году Смит и Грейбил обнаружили, что кора головного мозга, по-видимому, решает, какая из двух ранее усвоенных привычек будет выражена.
"У нас есть доказательства того, что эти две области важны для привычек, но они совершенно не связаны между собой, и никто не имеет большого представления о том, что делают клетки, поскольку привычка формируется, когда привычка утеряна, и как новая привычка берет верх," Смит говорит.
Чтобы исследовать это, Смит зарегистрировал активность клеток коры IL, когда крысы учились бегать по лабиринту. Он обнаружил, что паттерны активности очень похожи на те, которые появляются в полосатом теле во время формирования привычки. Несколько лет назад Грейбил обнаружил, что характерный "брекетинг задач" паттерн развивается, когда привычки формируются. Это означает, что клетки очень активны, когда животное начинает свой бег по лабиринту, молчат во время бега, а затем снова запускаются, когда задача завершена.
Такой узор "куски" привычки в большую единицу, которую мозг может просто включить, когда срабатывает привычное поведение, без необходимости думать о каждом отдельном действии, которое входит в привычное поведение.
Исследователи обнаружили, что этот образец проявлялся в коре головного мозга дольше, чем в полосатом теле, а также был менее постоянным. В отличие от паттерна в полосатом теле, который сохраняется даже при нарушении привычки, паттерн коркового слоя IL появляется и исчезает по мере формирования и нарушения привычек. Это был ключ к тому, что кора головного мозга, а не полосатое тело, отслеживала развитие привычки.
Несколько уровней контроля
Способность исследователей оптогенетически блокировать формирование новых привычек предполагает, что кора головного мозга IL не только осуществляет контроль в реальном времени над привычками и компульсиями, но также необходима для формирования привычек в первую очередь.
"Предыдущая идея заключалась в том, что привычки хранятся в сенсомоторной системе, а эта область коры просто выбирает привычку, которую нужно выразить. Теперь мы думаем, что это более фундаментальный вклад в привычки, что кора головного мозга более активно способствует этому," Смит говорит.
По словам Грейбила, такая схема предлагает несколько уровней контроля над привычным поведением, что может быть полезно для сдерживания автоматического поведения. По мнению исследователей, также возможно, что кора головного мозга способствует определенным частям привычного поведения, помимо контроля над тем, происходит ли оно. Теперь они пытаются определить, взаимодействуют ли кора IL и полосатое тело друг с другом и влияют ли они друг на друга, или просто действуют параллельно.
По словам Смита, исследование предлагает новый способ поиска аномальной активности, которая может вызвать расстройства повторяющегося поведения. Теперь, когда исследователи определили нейронные признаки нормальной привычки, они могут искать признаки привычного поведения, которое усваивается слишком быстро или становится слишком жестким. Обнаружение такой сигнатуры может позволить ученым разработать новые способы лечения расстройств повторяющегося поведения с помощью глубокой стимуляции мозга, которая использует электронные импульсы, доставляемые кардиостимулятором, для подавления аномальной мозговой активности.