Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли и Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн (UIUC) показали, что решения о ставках в простой соревновательной игре зависят от конкретных вариантов дофамин-регулирующих генов в мозгу человека.Дофамин — это нейротрансмиттер — химическое вещество, выделяемое клетками мозга для передачи сигналов другим клеткам мозга, — это ключевая часть системы вознаграждения и стремления к удовольствиям мозга.
Дефицит дофамина приводит к болезни Паркинсона, а нарушение дофаминовой сети связано с многочисленными психическими и нейродегенеративными расстройствами, включая шизофрению, депрессию и деменцию.Хотя предыдущие исследования показали важную роль нейромедиатора дофамина в социальных взаимодействиях, это первое исследование, связывающее эти взаимодействия с конкретными генами, которые регулируют функционирование дофамина.
«Это исследование показывает, что гены влияют на сложное социальное поведение, в данном случае на стратегическое поведение», — сказал руководитель исследования Мин Сю, доцент кафедры маркетинга Школы бизнеса Хааса Калифорнийского университета в Беркли и член Института нейробиологии Хелен Уиллс. «Теперь у нас есть некоторые сведения о нейронных механизмах, посредством которых наши гены влияют на поведение».По словам Сюй, последствия для бизнеса потенциально огромны, но неясны, хотя одна из возможностей — это обучение сотрудников более стратегическому подходу. Но результаты могут существенно повлиять на наше понимание болезней, связанных с дофамином, таких как шизофрения, а также нарушений социального взаимодействия, таких как аутизм.«Когда люди говорят о дисфункции дофамина, шизофрения — одно из первых заболеваний, которые приходят на ум», — сказал Сюй, отметив, что болезнь включает в себя очень сложную модель социального дефицита и дефицита принятия решений. «В той степени, в какой мы можем лучше понять повсеместные социальные взаимодействия в стратегических условиях, это может помочь нам понять, как охарактеризовать и в конечном итоге лечить социальные дефициты, которые являются симптомами таких заболеваний, как шизофрения».
Сюй, аспирант UIUC Эрик Сет и их коллеги, в том числе Ричард П. Эбштейн и Су Хонг Чу из Национального университета Сингапура, опубликуют свои выводы в раннем онлайн-выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences.Две области мозга, участвующие в соревнованииСюй установил два года назад, что, когда люди участвуют в конкурентных социальных взаимодействиях, таких как игры со ставками, они в первую очередь задействуют две области мозга: медиальную префронтальную кору, которая является исполнительной частью мозга, и полосатое тело, отвечающее за мотивация и имеет решающее значение для обучения, чтобы получать награды. Сканирование с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) показало, что люди, играющие в эти игры, проявляли интенсивную активность в этих областях.
«Если вы думаете о мозге как о вычислительной машине, это области, которые принимают входные данные, проверяют их с помощью алгоритма и преобразуют их в поведенческие выходы», — сказал Сюй. «Что действительно интересно в этих областях, так это то, что обе они иннервируются нейронами, которые используют дофамин».Сюй и Сет из экономического факультета UIUC хотели определить, какие гены, участвующие в регуляции концентрации дофамина в этих областях мозга, связаны со стратегическим мышлением, поэтому они зачислили в качестве испытуемых группу из 217 студентов Национального университета Сингапура, каждый из которых имел их геномы просканированы на предмет около 700 000 генетических вариантов.
Исследователи сосредоточились только на 143 вариантах в 12 генах, участвующих в регуляции дофамина. Некоторые из 12 в первую очередь участвуют в регулировании дофамина в префронтальной коре, в то время как другие в основном регулируют дофамин в полосатом теле.
Соревнование представляло собой игру под названием патентная гонка, обычно используемая социологами для изучения социальных взаимодействий. Он предполагает, что один человек делает через компьютер ставки с анонимным оппонентом.
«Из исследований изображений мозга мы знаем, что, когда люди соревнуются друг с другом, они фактически участвуют в двух различных типах процессов обучения», — сказал Сет, ссылаясь на исследование Сюй 2012 года. "Один тип включает обучение исключительно на основе последствий ваших собственных действий, называемое обучением с подкреплением. Другой тип немного более сложный, называемый обучением убеждениям, когда люди пытаются создать ментальную модель других игроков, чтобы предвидеть и реагировать на них. их действия ".
Обучение методом проб и ошибок vs обучение убеждениямИспользуя математическую модель функции мозга во время конкурентных социальных взаимодействий, Сюй и Сет коррелировали эффективность обучения с подкреплением и обучения убеждениям с различными вариантами или мутациями 12 генов, связанных с дофамином, и обнаружили явное различие.Они обнаружили, что различия в обучении убеждениям — степени, в которой игроки были способны предвидеть и реагировать на действия других или представлять, что думает их соперник, и стратегически реагировать — были связаны с вариациями в трех генах, которые в первую очередь влияют на дофамин. функционирует в медиальной префронтальной коре.Напротив, различия в обучении с подкреплением методом проб и ошибок — насколько быстро они забывают прошлый опыт и как быстро они меняют стратегию — были связаны с вариациями двух генов, которые в первую очередь влияют на дофамин в полосатом теле.
Сюй сказал, что результаты хорошо коррелируют с предыдущими исследованиями мозга, показывающими, что префронтальная кора головного мозга участвует в обучении убеждениям, а полосатое тело участвует в обучении с подкреплением.«Мы были удивлены степенью совпадения, но это намекает на силу изучения нейронного и генетического уровней в рамках единой математической системы, которая только начинается в этой области», — сказал он.
Сюй в настоящее время сотрудничает с другими учеными, чтобы связать карьерные достижения пожилых людей с генами и успеваемостью в соревновательных играх, чтобы увидеть, какие области мозга и типы обучения наиболее важны для различных видов успеха в жизни.