Connectomic dopamine-neuron disinhibition accelerates behavioral extinction

تعيش الحيوانات في عالم تتغير فيه القواعد باستمرار. فالمسار الذي كان يؤدي ذات يوم إلى الغذاء قد يؤدي فجأة إلى فخ؛ والصوت الذي كان يشير يوماً ما إلى الأمان قد يشير الآن إلى الخطر. ولكي تنجو، يجب على الكائن الحي أن يوازن بين حاجتين متنافستين: الإصرار على مواصلة المحاولة عندما تسير الأمور على ما يرام، والمرونة للتوقف وتغيير المسار عندما لا تسير كذلك. وتسمى هذه القدرة على التخلي عن عادة ما عندما تختفي المكافأة بـ "الانطفاء السلوكي". لعقود من الزمن، اعتقد العلماء أن إشارة كيميائية محددة في الدماغ تقود هذه العملية؛ حيث ظنوا أنه عندما يتوقع الحيوان الحصول على مكافأة ولكنه لا يحصل عليها، تصمت فجأة مجموعة من الخلايا تسمى عصبونات الدوبامين، والتي تطلق عادةً إشارات للإعلان عن المكافأة. وكان يُعتقد أن هذا الصمت، أو التوقف، هو وسيلة الدماغ لقول: "توقف عن فعل ذلك؛ لم يعد الأمر يجدي نفعاً".

ومع ذلك، تتحدى دراسة جديدة هذا المنظور الذي ساد طويلاً. فقد أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت حالات التوقف المفاجئة في إشارة الدوبامين ضرورية حقاً ليتعلم الحيوان أن المكافأة قد اختفت. وللبحث في ذلك، ركزوا على المنطقة السقفية البطنية، وهي منطقة صغيرة تقع في عمق الدماغ حيث تعيش عصبونات الدوبامين هذه. وقد ركزوا على الروابط الدقيقة، أو المشابك العصبية، التي تستخدمها خلايا دماغية أخرى لإرسال رسائل تثبيطية إلى عصبونات الدوبامين هذه. والرسائل التثبيطية هي ما يتسبب في توقف العصبونات. استخدم العلماء تقنية دقيقة لإضعاف هذه الروابط المحددة، مما أدى فعلياً إلى خفض مستوى "إشارة التوقف". وقد فعلوا ذلك دون التأثير على الإطلاق الطبيعي والمستمر للعصبونات أو على نشاطها المتفجر عند وصول المكافأة بالفعل.

كانت النتائج مفاجئة وقلبت النموذج المعياري؛ فعندما أضعف الباحثون الروابط التثبيطية، لم تعد عصبونات الدوبامين تتوقف كثيراً عندما يتم إغفال المكافأة. ووفقاً للنظرية القديمة، كان من المفترض أن يجعل هذا الحيوانات تجد صعوبة أكبر في التوقف عن سلوكها، مما يدفعها للاستمرار في مطاردة مكافأة لم تعد موجودة. ولكن ما حدث كان العكس تماماً؛ إذ تعلمت الحيوانات ذات الروابط الضعيفة التوقف عن الاستجابة للإشارة الفارغة بشكل أسرع من المعتاد. لقد سرّع هذا التدخل من عملية الانطفاء. ويشير هذا الاكتشاف إلى أن المدخلات التثبيطية، التي تسبب التوقف، تعمل في الأصل على منع الحيوان من الاستسلام بسرعة كبيرة؛ فهي تعمل بمثابة كابح لعملية التعلم، مما يضمن عدم التخلي عن العادات الراسخة بمجرد فشل مكافأة واحدة متوقعة في الظهور.

كما تحققت الدراسة مما إذا كان هذا التغيير مجرد ارتباك عام أم تأثيراً محدداً على التعلم. وكانت الحيوانات لا تزال قادرة على التعلم بشأن إشارات جديدة تتنبأ بالمكافآت، مما أظهر أن قدرتها على التعلم سليمة. واستخدم الباحثون طريقة لمراقبة مستويات الدوبامين في الوقت الفعلي، وأكدوا أن التدخل قلل من الانخفاضات في الدوبامين التي تحدث عادةً عند غياب المكافأة. ووجدوا أن السرعة التي تختفي بها هذه الانخفاضات تنبأت بالسرعة التي توقفت بها الحيوانات عن سلوكها. وتشير الأدلة إلى أن التوقفات الناتجة عن المدخلات التثبيطية ليست هي المحرك للانطفاء، بل هي آلية تحافظ على الإصرار. ومن المرجح أن هذا النظام يحمي الدماغ من التخلي عن الارتباطات المفيدة قبل أوانها عندما تتقلب النتائج، مما يسمح للحيوان بالصمود أمام بعض المكافآت المفقودة قبل أن يقرر تغيير استراتيجيته.