A jutalmazás és a büntetés hatásának megismerése céljából egy speciális gátlósejt – tudományos nevén a vazoaktív intesztinális polipeptid (VIP) tartalmú interneuron – működését vizsgálták egerekben magyar kutatók.

Az agykéreg egyik funkciója, hogy modelleket készít a külvilágról, melyek segítségével megjósolható, hogy bizonyos helyzetekben és a hozzájuk tartozó környezetben milyen eseményekre számíthatunk.

E modellek elengedhetetlen része az olyan információ, amely jelzi, hogy az adott szituációban történhet-e valami számunkra hasznos vagy káros dolog. Míg az előbbi eseteket előnyben részesítjük, az utóbbiakat inkább elkerülnénk. Azt azonban, hogy az agykéreg által létrehozott modellekbe hogyan épül be az ilyen információ, eddig nem értették.

A kutatók a fenti szituációkat modellezték egerekben. Apró jutalom vagy kellemetlen inger alkalmazása közben vizsgálták a speciális gátlósejt, a VIP működését.

Az agykérgi sejteknek csupán 1 százaléka VIP sejt, ezek szerepe kulcsfontosságú. Aktivitásuk éppen azokat az idegsejteket gátolja, amelyek az agy fő sejtjeit, a piramissejteket tartják folyamatosan gátlás alatt. Ez azt jelenti, hogy ha a VIP sejtek aktívak, a piramissejtek működése is felerősödik. Ez pedig elengedhetetlen a tanuláshoz, másképpen fogalmazva a külvilágról készült modellek megváltoztatásához.

A kutatás szerint a VIP sejtek szerepe az idegrendszer más sejttípusaihoz képest kevésbé feltárt. Ennek egyik oka, hogy ritkás az elhelyezkedésük, kicsi a méretük és nehéz is vizsgálni azokat mozgás közben.

A kísérletben a szomjaztatott egereknek két hangot kellett megkülönböztetniük. Vizet kaptak jutalmul, ha ezt sikeresen tették, kellemetlen léglöket érte őket „büntetésként”, ha nem. Mind a jutalom, mind a büntetés a VIP sejtek erős aktivációját váltotta ki a teljes agykérgi területen. Ez arra utal, hogy a túlélés szempontjából fontos, szervezetszintű információkat a VIP sejtek közvetítik az agykérgi mikrohálózatoknak. Ezek a mikrohálózatok aztán új asszociációkat hoznak létre, melyek segítségével megjegyezhető az a komplex környezet, amelyben a jutalmazás vagy a büntetés megtörtént.

A tanulmány az eLife folyóiratban jelent meg november végén az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, a Pázmány Péter Katolikus Egyetem, valamint a BrainVisionCenter és a St. Louis-i Washington Egyetem gondozásában.

A kutatók szerint az eredményeik közelebb visznek a tanulás és az érzékelés agykérgi szintű folyamatainak megértéséhez, eredményei alapul szolgálhatnak egyes kórállapotok – például autizmus, skizofrénia – mechanizmusát vizsgáló kutatások tervezéséhez. Emellett arra is rávilágít, hogy az agykéregben is a mesterségesintelligencia-modellekben megerősítő tanulásnak nevezett elvhez hasonló folyamatok játszódnak le.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.