Was passiert im Gehirn, wenn sich Gewohnheiten bilden?
Obwohl erbaulich, konnten Graybiels frühere Bemühungen nicht mit Sicherheit feststellen, dass die im Gehirn beobachteten Signalmuster mit der Gewohnheitsbildung zusammenhängen. Sie könnten einfach motorische Befehle gewesen sein, die das Laufverhalten der Mäuse regulierten.
Um die Idee zu bestätigen, dass die Muster dem mit der Gewohnheitsbildung verbundenen Chunking entsprachen, entwickelten Graybiel und ihr aktuelles Team eine andere Reihe von Experimenten. In der neuen Studie wollten sie Ratten beibringen, zwei Hebel wiederholt in einer bestimmten Reihenfolge zu drücken.
Die Forscher verwendeten Belohnungskonditionierung, um die Tiere zu motivieren. Wenn sie die Hebel in der richtigen Reihenfolge drückten, wurde ihnen Schokoladenmilch angeboten.
Um sicherzustellen, dass es keinen Zweifel an der Solidität der Ergebnisse des Experiments geben würde — und dass sie in der Lage wären, Gehirnaktivitätsmuster zu identifizieren, die eher mit der Gewohnheitsbildung als mit irgendetwas anderem zusammenhängen —, brachten die Wissenschaftler den Ratten verschiedene Sequenzen bei.
Sobald die Tiere gelernt hatten, die Hebel in der von ihren Trainern festgelegten Reihenfolge zu drücken, bemerkte das Team das gleiche „Bookending“ -Muster im Striatum: Sätze von Neuronen würden Signale am Anfang und Ende einer Aufgabe abfeuern und so einen „Brocken“ abgrenzen.“
„Ich denke“, erklärt Graybiel, „dies beweist mehr oder weniger, dass die Entwicklung von Klammernmustern dazu dient, ein Verhalten zu verpacken, das das Gehirn — und die Tiere — für wertvoll halten und in ihrem Repertoire behalten sollten.“
“ Es ist wirklich ein High-Level-Signal, das hilft, diese Gewohnheit zu lösen, und wir denken, dass das Endsignal sagt, dass die Routine getan wurde.“
Ann Graybiel
Schließlich bemerkte das Team auch die Bildung eines anderen — komplementären — Aktivitätsmusters in einer Gruppe hemmender Gehirnzellen, die als „Interneurone“ im Striatum bezeichnet werden.
„Die Interneurone“, erklärt der leitende Studienautor Nuné Martiros von der Harvard University in Cambridge, MA, „wurden während der Zeit aktiviert, in der die Ratten gerade die erlernte Sequenz durchführten.“
Sie fügt hinzu, dass die Interneurone „möglicherweise die Hauptneuronen daran hindern könnten, eine andere Routine zu initiieren, bis die aktuelle beendet ist.“
„Die Entdeckung dieser entgegengesetzten Aktivität durch die Interneurone“, schließt Martiros, „bringt uns auch einen Schritt näher an das Verständnis, wie Gehirnschaltkreise dieses Aktivitätsmuster tatsächlich erzeugen können.“