در تحقیقی نوآورانه که به تازگی در مجله معتبر Nature منتشر شده است، دانشمندان مرکز علمی سِینزبری ولکام (Sainsbury Wellcome Centre) دانشگاه کالج لندن (UCL) به کشف بزرگی درباره نحوه یادگیری مغز انسان دست یافته‌اند. این تحقیق نشان می‌دهد که مغز انسان دو سیستم متفاوت و مجزا برای یادگیری از طریق آزمون و خطا به کار می‌برد — موضوعی که تا قبل از این مطالعه تنها یکی از این سیستم‌ها شناخته شده بود.
دو سیستم یادگیری در مغز: RPE و APE
سیستم اول، “خطای پیش‌بینی پاداش” (Reward Prediction Error یا RPE) نام دارد. این سیستم نقشی اساسی در تصمیم‌گیری براساس ارزش دارد؛ یعنی مغز نتایج حاصل از عمل ما را با انتظاراتمان مقایسه می‌کند و بر اساس اینکه چقدر نتیجه بهتر یا بدتر از پیش‌بینی بوده است، تصمیمات بعدی را شکل می‌دهد. این سیستم عموماً با نوروترانسمیتر دوپامین در مناطق مختلف قشر تمایز (Striatum) مرتبط است.اما کشف مهم این مطالعه وجود یک سیستم دوم به نام “خطای پیش‌بینی عمل” (Action Prediction Error یا APE) است. این سیستم دوپامینی جدید، برخلاف RPE، ارزش‌دهی مستقیم به نتایج را انجام نمی‌دهد، بلکه به تکرار اعمال خاص توجه می‌کند. به عبارت دیگر، این سیستم الگوهای رفتاری را در قالب عادات ثابت می‌کند و به مغز کمک می‌کند تا بدون فکر کردن مداوم، تصمیمات را به صورت خودکار اتخاذ کند.
علت دشواری قطع عادات، حالا روشن‌تر است
این کشف نه تنها به درک عمیق‌تر از نحوه شکل‌گیری عادات کمک می‌کند، بلکه پاسخی به این سوال قدیمی می‌دهد که چرا قطع عادات — به ویژه عادات ناخواسته یا ضررآور — به آسانی امکان‌پذیر نیست.دکتر مارکوس استفنسون-جونز (Marcus Stephenson-Jones)، سرپرست این تحقیق و رهبر این گروه تحقیقاتی، توضیح می‌دهد:«ما مکانیسمی را پیدا کرده‌ایم که به احتمال زیاد مسئول شکل‌گیری عادات است. وقتی یک رفتار ترجیحی را توسعه دادید، دیگر نیازی نیست همه تصمیماتتان را از طریق سیستم ارزش‌محور بگذرانید و فقط به سیاست پیش‌فرض — یعنی همان کاری که قبلاً انجام داده‌اید — متکی باشید. این امر به شما اجازه می‌دهد تا منابع شناختی خود را برای تصمیم‌گیری‌های جدید آزاد کنید.»این دوگانگی در سیستم یادگیری مغز، اهمیت زیادی در روان‌شناسی رفتاری و حتی درمان اختلالات رفتاری دارد. برای مثال، افراد مبتلا به وسواس فکری-عملی (OCD) یا اعتیادها معمولاً تحت کنترل سیستم APE قرار می‌گیرند و اقدامات خودکار و تکراری را ادامه می‌دهند، حتی اگر نتایج آن منفی باشد.
APE در بیماری پارکینسون چه نقشی دارد؟
یکی از جنبه‌های شگفت‌انگیز این تحقیق، ارتباط بالقوه آن با بیماری پارکینسون است. معلوم شده است که نورون‌های دوپامینی که در بیماری پارکینسون از بین می‌روند، دقیقاً همان نورون‌هایی هستند که در سیستم APE نقش دارند. این موضوع می‌تواند توضیح دهد چرا بیماران مبتلا به پارکینسون در انجام رفتارهای روزمره مثل راه رفتن مشکل دارند، در حالی که در انجام حرکات انعطاف‌پذیرتر مانند اسکیتینگ عملکرد بهتری دارند.
دکتر استفنسون-جونز افزود:
«با کشف اینکه نورون‌های مرتبط با APE در بیماری پارکینسون از بین می‌روند، حالا می‌فهمیم چرا حرکات عادی در این بیماران دچار اختلال است، در حالی که حرکات انعطاف‌پذیر کمتر تحت تأثیر قرار می‌گیرند. این موضوع به ما راهنمایی جدیدی برای درمان این بیماری ارائه می‌دهد.»
چگونه می‌توان از این کشف در درمان استفاده کرد؟
این کشف می‌تواند زمینه را برای توسعه روش‌های جدید درمانی برای قطع عادات مخرب، مدیریت اعتیادها و بهبود وضعیت بیماران وسواسی فراهم کند. یکی از راهبردهای پیشنهادی، جایگزین کردن عادات ناخواسته با رفتارهای جدید و مثبت است. مثلاً، جایگزین کردن سیگار کشیدن با استفاده از گوم نیکوتینی می‌تواند به سیستم APE کمک کند تا یک عادت جدید را جایگزین عادت قبلی کند.همچنین، با شناسایی دقیق منطقه “دم قشر تمایز” (Tail of the Striatum) که سیستم APE در آن فعال است، دانشمندان می‌توانند اهداف درمانی جدیدی را در مغز شناسایی کنند — اهدافی که تا قبل از این تحقیق غفلت شده بودند.
روش تحقیق و یافته‌های آزمایشگاهی
در این تحقیق، دانشمندان از موش‌های آزمایشگاهی استفاده کردند و آنها را در یک آزمایش تبعیض صوتی شرکت دادند. با استفاده از یک سنسور ژنتیکی دوپامین، محققان متوجه شدند که در منطقه دم قشر تمایز، دوپامین با موفقیت‌های تکراری رفتاری مرتبط است، نه با پاداش مستقیم.هنگامی که این منطقه از مغز موش‌ها آسیب دید، آنها قادر به یادگیری سریع و شکل‌دهی عادات نبودند. در مقابل، موش‌های سالم با استفاده هم‌زمان از دو سیستم RPE و APE، به سرعت به سطح بالایی از عملکرد رسیدند.مدل‌سازی‌های محاسباتی نیز نشان دادند که در مراحل اولیه یادگیری، سیستم RPE غالب است، اما با گذشت زمان و تکرار، سیستم APE در انتخاب‌های موش‌ها نقش اصلی را بازی می‌کند.این تحقیق نه تنها یک دیدگاه جدید از نحوه عملکرد مغز ارائه می‌دهد، بلکه دروازه‌ای برای توسعه درمان‌های نوین در حوزه روان‌شناسی، اعتیاد و بیماری‌های عصبی است. با شناسایی دو سیستم یادگیری متفاوت در مغز، دانشمندان حالا می‌توانند به طور هدمند به دنبال راهکارهایی باشند که سلامت روان و جسمی انسان را بهبود بخشند.
کشف بزرگ درباره ساخت دیوار سلولی در گیاهان یک تیم از دانشمندان در دانشگاه راتگرز آمریکا برای اولین بار...
