Как опытный нейробиолог, имеющий за плечами десятилетия исследований поведения грызунов, я должен признать, что этот последний проект по вождению крыс был не чем иным, как поучительным. Нечасто мы сталкиваемся с такими неожиданными открытиями в нашей лабораторной работе, и выводы, полученные от этих четвероногих пассажиров, добавили новое измерение к моему пониманию эмоций и поведения животных.
Свою первую машину для грызунов мы сделали из пластикового контейнера для хлопьев. После проб и ошибок мы с коллегами обнаружили, что крысы могут научиться двигаться вперед, хватаясь за небольшой провод, который действует как педаль газа. Вскоре они с удивительной точностью направлялись к угощению Froot Loop.
Неудивительно, что крысы, содержавшиеся в более сложных условиях (с игрушками, большим пространством и компаньонами), овладевали навыками вождения быстрее, чем крысы, содержащиеся в обычных клетках. Этот результат подтверждает теорию о том, что более богатая окружающая среда способствует нейропластичности, которая относится к способности мозга адаптироваться и модифицироваться на протяжении всей жизни в соответствии с давлением окружающей среды.
После распространения результатов нашего исследования новости о транспортных средствах, управляемых крысами, распространились как лесной пожар в различных СМИ. Проект все еще продолжается в моей лаборатории, где профессор робототехники Джон Макманус и его студенты разрабатывают усовершенствованные версии этих транспортных средств, известных как ROV (транспортные средства, управляемые крысами). Эти обновленные электрические ROV могут похвастаться такими характеристиками, как устойчивая к крысам проводка, неразрушимые шины и удобное управление движением, что делает их похожими на версию Cybertruck Tesla для грызунов.
В моей роли нейробиолога, пропагандирующего этическое обращение с лабораторными животными путем содержания их в их естественной среде обитания, мне очень смешно, что этот проект принял такой неожиданный поворот от моих обычных лабораторных процедур. Кажется ироничным, что крыс, которые по своей природе предпочитают грязь, палки и камни искусственным материалам, таким как пластик, теперь учат водить машины!
Хотя автомобили не были частью мира наших предков, их адаптируемый ум позволил им освоить различные навыки, такие как владение огнем, развитие речи, изготовление инструментов из камней и земледелие. Позже, после создания колеса, люди разработали автомобили.
Первоначально считалось, что обучение крыс вождению — это уникальный подход к изучению того, как грызуны приобретают новые способности. Интересно, что наши результаты показали, что эти крысы проявляли необычайный энтузиазм в обучении вождению, часто прыгали в машину и запускали «рычажный двигатель» еще до того, как машина двинулась с места. Что может объяснить это?
Внутри крысиных бегов
В нашей лаборатории по гонке крыс мы преобразовали теории из учебников по базовой психологии в практический интерактивный опыт. Используя фундаментальные методы обучения, такие как оперантное обусловливание, когда конкретные действия вознаграждаются стратегическими стимулами, мы постепенно научили крыс ориентироваться в своих программах обучения вождению.
Сначала они освоили фундаментальные действия, такие как садиться в машину и нажимать кнопку. Со временем и повторением эти базовые задачи превратились в сложные действия, включая навигацию автомобиля к определенному месту.
Однажды утром во время пандемии крысы научили меня чему-то важному.
Летом 2020 года наступил сезон эмоциональной отстраненности для большинства людей во всем мире, кажется, даже для лабораторных крыс. Однако, когда я вошел в лабораторию, мое внимание привлекло нечто отчетливое: три крысы, обученные водить машину, как собаки, взволнованно бросились к краю клетки, подпрыгивая, словно предвкушая прогулку, как это делает мой питомец.
Видел ли я что-то похожее на радость у крысы?
Может быть, крысы привыкли к такому поведению, а я просто не смог этого распознать? Было ли это их стремлением получить тарелку Froot Loops или, возможно, энтузиазмом по поводу предстоящей поездки? Тем не менее, они, казалось, выражали позитивное чувство – может быть, радость и предвкушение.
У людей поведение, связанное с приятными переживаниями, часто связано с чувством радости. Что касается крыс, мог ли я стать свидетелем чего-то похожего на радость? Это возможно, учитывая, что исследования нейробиологии показывают, что радость и положительные эмоции имеют решающее значение для благополучия не только людей, но и животных.
Вместо этого мы сосредоточили наши исследовательские усилия с изучения влияния длительного стресса на функцию мозга на изучение того, как полезный опыт и его ожидание влияют на нервные процессы.
Сотрудничая с научным сотрудником Китти Хартвигсен, я разработала новый подход, включающий паузы, чтобы усилить ожидание перед благоприятным инцидентом. Используя систему Павлова, крысы должны были подождать 15 минут после размещения блока Lego в их вольере, прежде чем получить в качестве награды петлю Froot. Точно так же им пришлось пережить короткое время ожидания в своей транспортной клетке, прежде чем попасть в Крысиный парк, место их отдыха. Кроме того, мы ввели такие препятствия, как требование раскалывать семечки перед употреблением.
Наше исследование, которое мы назвали «Подожди», фокусируется на UPER — непредсказуемых положительных реакциях на опыт. В этом эксперименте крыс учили ждать вознаграждения, тогда как контрольные крысы получали вознаграждение немедленно. Примерно через месяц обучения мы подвергли крыс различным тестам, чтобы понять, как ожидание положительного опыта влияет на их обучение и поведение. В настоящее время мы исследуем их мозг, чтобы проследить нейронный отпечаток длительного положительного опыта.
Первоначальные результаты показывают, что крысы, которым пришлось ждать своей награды, продемонстрировали переход от пессимистического мировоззрения к оптимистическому, согласно тесту на оптимизм на грызунах. Они продемонстрировали улучшение производительности в когнитивных задачах и использовали более смелые подходы к решению проблем. Наше исследование связывает это исследование с более широкими исследованиями нашей лаборатории в области поведенческих фармацевтических препаратов — термин, который я придумал, чтобы обозначить, что переживания могут влиять на химию мозга так же, как это делают лекарства.
Это исследование предлагает дополнительные доказательства роли ожиданий в подкреплении действий. Более ранние эксперименты с участием лабораторных крыс показали, что у этих грызунов наблюдается повышение уровня дофамина еще до того, как они нажимают на рычаг, чтобы получить кокаин — вещество, которое повышает активность дофамина. Проще говоря, крысы чувствуют прилив дофамина, просто ожидая дозы кокаина.
Изменения от головы к хвосту
Помимо влияния предвкушения на поведение крыс, которое вызвало наш интерес, однажды студент случайно наткнулся на необычное наблюдение: у одной из крыс в группе, обученной ожидать положительных переживаний, хвост на конце был загнут вверх, что напоминало старый хвост. -модная ручка зонта.
За многие годы изучения крыс я никогда не сталкивался с чем-то подобным. Изучив видеозаписи, мы обнаружили, что крысы, которых научили ожидать приятных результатов, значительно чаще держали хвосты вертикально по сравнению с необученными. Однако точная интерпретация немного озадачивала: что могло означать такое поведение?
Заинтригованный, я поделился фотографией поведения животного в социальных сетях. Другие исследователи мозга признали это более мягким проявлением того, что мы знаем как хвост Штрауба, обычно наблюдаемого у крыс, получавших морфин. Это S-образное подергивание также связано с дофамином. Когда дофамин ингибируется, реакция хвоста Штрауба уменьшается.
Как энтузиасту интересно отметить, что природные компоненты, подобные опиатам и дофамину, которые существенно влияют на мозговые пути, связанные с облегчением боли и усилением удовольствия, по-видимому, являются решающими элементами в нашей программе тренировки подъема хвоста для крыс. Анализируя положение хвоста этих грызунов, мы получаем новое представление об эмоциональном выражении крыс, что служит ярким напоминанием о том, что эмоции не ограничиваются одной конкретной частью их тела.
Хотя невозможно спросить крыс, нравится ли им водить машину, мы разработали поведенческий тест, чтобы измерить их желание водить машину. В нашей новой установке крысам была предоставлена не только возможность подъехать к дереву Froot Loop, но и возможность вместо этого совершить более короткое путешествие пешком или на лапах.
Невероятно, но я обнаружил, что болею за двух из трех грызунов, которые выбрали более длинный и, казалось бы, менее эффективный маршрут – отклонились от заманчивой награды и бросились к машине, чтобы отправиться в свое любимое убежище Froot Loop. Такое интригующее поведение намекает на то, что эти крысы ценят не только пункт назначения, но и само восхитительное путешествие.
Как надежда формирует крыс
Мы не единственная команда, исследующая положительные эмоции у животных.
Нейробиолог Яак Панксепп щекотал крыс, демонстрируя их способность радоваться.
Будучи страстным наблюдателем научных открытий, я обнаружил увлекательные открытия о том, как окружающая среда влияет на мозг крыс, особенно на их прилежащее ядро. Эта важнейшая часть их мозга, отвечающая за вознаграждение и аппетит, расширяется, когда крысы находятся в предпочтительной среде, создавая впечатление, что их мозг — это фортепиано, умело настраиваемое под воздействием окружающей среды. Напротив, когда крысы подвергаются стрессовым условиям, вызывающие страх зоны их прилежащего ядра увеличиваются, что позволяет предположить, что окружающая среда также может изменить эту часть их мозга менее желательным образом.
Исследователь Курт Рихтер предположил, что крысы обладают врожденным чувством оптимизма и надежды. В эксперименте, который в наши дни был бы неэтичным, крыс поместили в стеклянные цилиндры, наполненные водой. Крысы, которые регулярно контактировали с людьми, могли плавать от нескольких часов до нескольких дней, прежде чем утонуть от истощения, в то время как дикие крысы обычно сдавались через несколько минут. Интересно, что если диких крыс на мгновение спасали, время их выживания значительно увеличивалось, иногда продолжаясь несколько дней. Это означало, что спасение дало крысам надежду и побудило их продолжать путь.
Изучение проекта «Вождение крыс» открыло в моей лаборатории поведенческой нейробиологии непредвиденные возможности. Хотя изучение негативных эмоций, таких как страх и стресс, имеет решающее значение, не менее важно понимать, как радостные переживания могут оказать существенное влияние на структуру мозга.
На жизненном пути, будь то люди или другие существа, надежда на приятные впечатления подпитывает нашу решимость продолжать поиск жизненных наград. Эти исследования на крысах дают ценную информацию о механизмах мозга, которые управляют повседневными действиями. Вместо того, чтобы просто нажимать кнопки для немедленного вознаграждения, они демонстрируют, что подготовка, ожидание и получение удовольствия от процесса могут иметь решающее значение для здорового ума. Мои лабораторные крысы действительно преподали мне этот важный урок.
Смотрите также
- Сегодня вечером выйдет полуфинальный эпизод Dragula’s Dead by Daylight, а победный образ появится на DBD
- Уитни Каммингс говорит: «Слава богу», что Сабрине Карпентер отказали в роли в фильме «Коннерс»; Вот ПОЧЕМУ
- Джуд Лоу разбивает сердца, раскрывая «Этот коттедж» из своего рождественского фильма 2006 года «Праздник не существует»: «Я просто лопнул пузырь, извините»
- Разработчик Cult of the Lamb Massive Monster отмечает 10-летие с большими планами на будущее
- «Весело, но нелепо»: эксперт раскритиковал Gladiator II за исторические неточности, включая акул и носорогов в Колизее
- Почему Зак Брайан остановил свой концерт на полпути? Исследование инцидента
- Гвен Стефани размышляет о первом этапе знакомства с ней и Блейком Шелтоном; Раскрывается, как однажды он сказал ему: «Этого не происходит»
- Рене Рэпп появится в третьем сезоне сериала «Сексуальная жизнь студенток»? Изучение ее решения об отъезде
- Окунитесь в смелый новый облик Шторма в новом косметическом облике для соперников Marvel
- Путеводитель по праздничным подаркам для настольных геймеров – 2024 г.
2024-11-29 16:58