Серотонин ускоряет процессы обучения
Международная группа ученых Центра изучения неизвестного из фонда Шампалимо (Португалия) и Университетского колледжа Лондона (Великобритания) установила, что серотонин имеет неизученный ранее эффект – он влияет на скорость обучения. Руководителем проекта выступил Зак Майнен. Результаты исследования были опубликованы сегодня в журнале Nature Communications.
Серотонин – это одно из ключевых химических веществ, используемых нейронами для осуществления коммуникации друг с другом. До сих пор остается неизвестным, как серотонин влияет на поведение. В течение долгого времени нейробиологи пытались установить, какую роль это вещество играет в здоровом мозге, однако выявить, какую именно функцию оно имеет, не удавалось, особенно в отношении способностей к обучению. В новом исследовании специалисты воспользовались математической моделью и предложили решение этого вопроса.
Ученые провели эксперимент, в котором мышам было необходимо выполнить обучающее задание, цель которого – найти воду. Животных поместили в камеру, где у них была возможность нажать на один из рычажков поилки – или слева, или справа, причем вода в ответ на нажатие лилась не всегда. Наблюдая за грызунами, специалисты обнаружили, что длительность перерыва между попытками получить воду отличалась: не получив воду, мыши могли как сразу же нажать еще раз, так и подождать некоторое время перед следующей попыткой. Длительное ожидание было более частым на начальном этапе обучения, а также в конце «учебного дня» животных. По мнению ученых, этот феномен может объясняться недостаточной вовлеченностью в процесс в начале (т.к. мыши хотели выбраться из камеры) и незаинтересованностью в результате в конце (т.к. мыши уже не испытывали жажду). Исследователи заметили, что мыши, нажимавшие практически сразу после неудачной попытки, руководствовались данными кратковременной памяти, т.е. только успехом/неудачей предыдущей попытки. Напротив, мыши, раздумывавшие дольше 7 секунд, делали выводы на основе нескольких предыдущих попыток. Затем ученые воздействовали на серотонин-продуцирующие нейроны с помощью оптогенетических технологий и увидели, что мыши стали обучаться быстрее, однако эффект наблюдался только у тех грызунов, которые обдумывали следующую попытку.
Ученые отметили, что воздействие серотонина удалось наблюдать только у небольшой группы мышей, поскольку большинство животных предпочитали нажимать на рычажки сразу, основываясь лишь на опыте предыдущего нажатия. Как отметили специалисты, результаты исследования помогают объяснить механизм работы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина при лечении психических расстройств, включая депрессию: по их данным, серотонин улучшает нейропластичность, ускоряя процессы обучения, и вследствие этого СИОЗС более эффективны при комбинировании их с когнитивно-поведенческой психотерапией.
