Vår förmåga att lära oss nya saker och anpassa vårt tillvägagångssätt baserat på misslyckanden och framgång kan tillskrivas en multi-tasking grupp av neuroner, eller budbärarceller i vår hjärna, tyder resultaten från en rad nya labbtester.
Studieresultaten, som publicerades den här månaden i tidskriften Science, ger ny insikt i hur vår hjärna lyckas spåra och anpassa sig till att fungerar i en mängd olika situationer, oavsett om det är att pröva nya saker eller till att förbättra färdigheter som inte fungerar helt okej.
”En del av magin i den mänskliga hjärnan är att den är så flexibel”, säger en av författarna till studien, Ueli Rutishauser, PhD, professor och chef för Center for Neural Science and Medicine vid Cedars-Sinai Medical Center i Los Angeles, USA. ”Vi utformade vår studie för att dechiffrera hur hjärnan kan generalisera och specialisera sig på samma gång, där båda är avgörande för att hjälpa oss att nå ett mål.”
För att undersöka detta studerade forskarna hjärnaktiviteten hos 34 vuxna med epilepsi som tidigare fått elektroder inopererade i sina hjärnor för att identifiera ursprunget till deras anfall. Dessa elektroder fanns i en region av hjärnan som kallas den mediala frontala cortex bakom pannan, som spelar en nyckelroll för att spåra prestanda och hantera mentala färdigheter.
Hjärnan lär sig av misstag
Alla deltagare i studien genomförde två kognitiva test. Dels Stroop-testet, där personerna blir ombedda att läsa ordet för en färg, exempelvis ordet gul, men där ordet gul är skrivet i en annan färg, exempelvis i lila, och läsa ordet ”gul” skrivet i färgen lila, högt. Det andra, testet var Multi-Source Interference Task, där deltagarna får se en serie bestående av tre siffror – exempelvis 3, 2 och 2 – och sedan trycka på en knapp som är kopplad till numret och som bara visas en gång.
Den första uppgiften innebär att man måste lösa konflikter i hjärnan mellan ordet man läser och den färgen det är skrivet i, för att få rätt svar. I den andra uppgiften måste deltagarna övervinna impulsen att trycka på en knapp för det nummer de ser oftast för att få rätt svar.
När deltagarna slutförde dessa komplexa uppgifter visade elektroder i deras hjärnor att två typer av neuroner var i arbete: celler som aktiverades som svar på misstag och celler som aktiverades efter att ha slutfört svåra uppgifter.
”När vi observerade aktiviteten hos neuroner i detta hjärnområde, förvånade det oss att de flesta av dem blev aktiva först efter ett beslut eller en åtgärd slutförts”, säger Rutishauser. ”Det indikerar att detta hjärnområde spelar en roll för att utvärdera beslut i efterhand, snarare än att fatta besluten.”
Forskarna fann också att neuronerna utförde två typer av prestation – dels en allmän feedback som indikerar när något går fel och dels en specifik feedback som berättar exakt vad som hände. Och båda typerna utfördes i ett samarbete i mediala frontala cortex.
”Förr antog vi att det fanns delar av hjärnan som var dedikerad till den generella typen av prestation och andra delar till den specifika,” säger Rutishauser. ”Vår studie visar nu att så inte är fallet.”
Att få en bättre förståelse för hur nervceller i denna region av hjärnan reagerar på feedback och lär sig av misslyckanden och framgång, kan en dag bli till hjälp vid behandlingen av psykiska tillstånd som involverar onormal typer av prestation, såsom tvångssyndrom eller schizofreni, säger Rutishauser.