Streszczenie: Nowe badanie odkrywa szczególny wzorzec podejmowania decyzji u myszy, na który wpływa określony gen o nazwie Arc.

Podczas poszukiwania pożywienia myszy wielokrotnie odwiedzały puste miejsce, zamiast przebywać w miejscu obfitującym w pożywienie. Jednak myszy pozbawione genu Arc wykazały bardziej praktyczne podejście, trzymając się miejsca bogatego w żywność, tym samym zużywając ogólnie więcej kalorii.

Te wyjątkowe badania potencjalnie otwierają drzwi do nowej dziedziny, „genetyki decyzji”, badającej wpływ genów na podejmowanie decyzji, być może nawet u ludzi.

Kluczowe fakty:

1. Nowe badanie ujawnia, że ​​określony gen, Arc, wpływa na podejmowanie decyzji u myszy.
2. Myszy pozbawione genu Arc wykazywały bardziej racjonalne zachowania związane z żerowaniem, co prowadziło do wyższego spożycia kalorii.
3. Badania wskazują na potencjalną nową dziedzinę badań, „genetykę decyzji”, badającą kontrolę genetyczną nad podejmowaniem decyzji.

Źródło: Uniwersytet Utah

Czy kiedykolwiek podjąłeś decyzję, która z perspektywy czasu wydawała Ci się irracjonalna? Nowe badanie przeprowadzone na myszach, które może mieć wpływ na ludzi, sugeruje, że niektóre decyzje są do pewnego stopnia poza ich kontrolą. Myszy są raczej zaprogramowane do ich tworzenia.

„Badania te mówią nam, że zwierzęta są ograniczone w podejmowaniu decyzji”, mówi dr Christopher Gregg, neurobiolog z University of Utah Health i główny autor badania, które niedawno opublikowano w iScience. „Ich genetyka popycha ich w tę czy inną ścieżkę”.

Gregg i jego zespół badawczy zaczęli badać proces podejmowania decyzji po tym, jak zauważyli, że myszy wielokrotnie podejmowały coś, co wydawało się irracjonalne. Po znalezieniu skrytki z ukrytymi nasionami, zamiast pozostać w miejscu, aby je zjeść, myszy wracały do ​​miejsca, w którym znajdowało się jedzenie poprzedniego dnia. Tylko tego dnia pierwotna lokalizacja była pusta.

„To było tak, jakby myszy zastanawiały się, czy w pierwszej lokalizacji naprawdę nie było jedzenia” – mówi Gregg. „Jakby myśleli, że coś przegapili”.

Dla Gregga i współautorów badania takie zachowanie nie miało sensu. Zwierzęta skończyły jeść mniej z powodu czasu spędzonego na ciągłym powrocie do pustej grządki. Jeśli takie zachowanie powoduje, że myszy jedzą mniej na wolności, może to oznaczać kłopoty, wyjaśnia Gregg, ponieważ brak wystarczającej ilości kalorii może być szkodliwy dla myszy.

Prawdziwe zaskoczenie nastąpiło po odkryciu, że myszy pozbawione określonego genu nie „drugiej zgadywania”, dokąd się udać, a zamiast tego były bardziej skłonne do pozostania i zjedzenia znalezionego pożywienia. W rezultacie spożywali ogólnie więcej kalorii.

Był to pierwszy dowód, jaki odkryli naukowcy, że geny mogą wpływać na podejmowanie decyzji, nawet tych, które nie wydają się logiczne, przynajmniej dla człowieka. W tym przypadku gen Arc okazał się ważny dla zmuszenia myszy do kontynuowania poszukiwania pożywienia, nawet jeśli nie wydawało się to konieczne.

„Wszyscy mamy jasne poczucie, jak to jest zgadywać coś po raz drugi, ale kto by pomyślał, że jeden gen może tak głęboko wpłynąć na ten typ zachowania?” mówi dr Cornelia Stacher-Hörndli, neurobiolog i współautorka. „To rodzi pytanie, czy inne błędy poznawcze są pod kontrolą genetyczną?”

Dekodowanie zachowania

Dla ludzkiego oka życie myszy wydaje się całkiem proste. Umieszczeni w naturalistycznej scenerii w laboratorium Gregga opuszczali dom, badali otoczenie, szukali pożywienia, trochę jedli i zatrzymywali się w międzyczasie w domu. Ale widok wyglądał zupełnie inaczej po tym, jak algorytm uczenia maszynowego zdekonstruował ich podróże.

Niestandardowy program stworzony przez Gregga i współautora badania, Jareda Emery’ego, przeanalizował 1609 wypraw żerujących i zobaczył, że myszy powtarzały w kółko 24 sekwencje zachowań. Gdy myszy szukały pożywienia, łączyły sekwencje jak klocki, przeplatając je spontanicznymi zachowaniami, aby stworzyć bardziej złożone wzorce zachowań. Jednym z nich było zachowanie polegające na zgadywaniu.

„Do pewnego stopnia można było przewidywać przyszłość” — zauważa Gregg.

Ta przyszłość zmieniła się dla myszy pozbawionych genu, Arc. Sześć z 24 sekwencji zachowań zostało zmienionych i razem te różnice spowodowały zwarcie w zachowaniu polegającym na zgadywaniu. Poprzednie badania wykazały, że Arc bierze udział w uczeniu się i zapamiętywaniu.

Ale ogólnie analiza wykazała, że ​​pamięć myszy – i ich inne zachowania – były w dużej mierze nienaruszone. Wynika z tego, że wpływ na te sześć zachowań był specyficzny.

„Jednym z intrygujących pomysłów jest to, że zwierzęta ewoluowały, aby podejmować takie decyzje, ponieważ były w jakiś sposób korzystne w środowisku naturalnym” – mówi Gregg. Wyjaśnia jedną możliwość: kiedy myszy chodzą tam iz powrotem, aby ocenić poprzednie miejsca pożywienia, pomaga im to stworzyć mentalną mapę. A to może pomóc im szybciej znaleźć jedzenie następnym razem. „Genetycznie kontrolowane uprzedzenia poznawcze mogą pozwolić na skuteczne podejmowanie decyzji podczas żerowania” – mówi.

Pozostaje pytanie, czy istnieje biologiczna podstawa dla innych rodzajów błędów poznawczych? I czy geny mogą kierować podejmowaniem decyzji u ludzi? Więcej badań pokaże. „Wierzę, że te badania mają fundamentalne znaczenie dla nowej dziedziny, którą nazywamy genetyką decyzji” — mówi Stacher-Hörndli.

Oprócz Gregga i Stacher-Hörndli, dodatkowymi współautorami są Alicia Ravens, Susan Steinward i Jason Shepherd z University of Utah Health oraz Jared Emery ze Storyline Health, Inc.

Finansowanie: Badania były wspierane przez granty z National Institutes of Health i opublikowane jako „Arc Regulates a Second-Guessing Cognitive Bias Podczas naturalistycznego żerowania poprzez wpływ na dyskretne moduły zachowania”.

CG jest współzałożycielem i ma udziały w firmie Storyline Health Inc., która wykorzystuje sztuczną inteligencję do tworzenia skalowalnych narzędzi badawczych i klinicznych dla medycyny precyzyjnej, a także pełni funkcje doradcze w firmach Rubicon AI, DepoIQ i Uncharted Health. JE jest pracownikiem Storyline Health.

O tych wiadomościach z badań genetycznych

Autor: Krzysztof Gregg
Źródło: Uniwersytet Utah
Kontakt: Christopher Gregg – Uniwersytet Utah
Obraz: Obraz jest przypisywany do Neuroscience News

Orginalne badania: Otwarty dostęp.
„Arc reguluje zniekształcenie poznawcze związane z drugim zgadywaniem podczas naturalistycznego żerowania poprzez wpływ na dyskretne moduły zachowania” autorstwa Christophera Gregga i in. Nauka

Abstrakcyjny

Arc reguluje zniekształcenie poznawcze związane z drugim zgadywaniem podczas naturalistycznego żerowania poprzez wpływ na dyskretne moduły zachowania

Przegląd najważniejszych wydarzeń

• Drugie zgadywanie jest ekonomicznie irracjonalnym błędem poznawczym u żerujących myszy
• Utrata genu plastyczności synaptycznej, Łuk, szczególnie wpływa na zgadywanie
• Dekompozycja uczenia maszynowego żerowania ujawnia się Łuk-kontrolowane zachowania
• Powiązanie poznawczego błędu decyzyjnego, czynników genetycznych i modułowości behawioralnej

Streszczenie

Żerowanie u zwierząt opiera się na wrodzonej heurystyce podejmowania decyzji, która w niektórych kontekstach może skutkować nieoptymalnymi odchyleniami poznawczymi. Mechanizmy leżące u podstaw tych uprzedzeń nie są dobrze poznane, ale prawdopodobnie wiążą się z silnymi efektami genetycznymi.

Aby to zbadać, zbadaliśmy głodzone myszy, stosując naturalistyczny paradygmat żerowania i odkryliśmy wrodzone zniekształcenie poznawcze zwane „drugim zgadywaniem”. Wiąże się to z wielokrotnym badaniem pustego dawnego pożywienia zamiast spożywania dostępnego pożywienia, co utrudnia myszom maksymalizację korzyści żywieniowych.

Okazało się, że gen plastyczności synaptycznej Arc odgrywa rolę w tym błędzie, ponieważ myszy z niedoborem Arc nie wykazywały wątpliwości i spożywały więcej jedzenia. Ponadto nienadzorowane dekompozycje uczenia maszynowego dotyczące żerowania zidentyfikowały określone sekwencje zachowań lub „moduły”, na które ma wpływ Arc.

Odkrycia te podkreślają genetyczne podstawy błędów poznawczych w podejmowaniu decyzji, pokazują powiązania między modułami zachowania a uprzedzeniami poznawczymi oraz zapewniają wgląd w etologiczne role Arc w naturalistycznym żerowaniu.