Op de Olympische Winterspelen moeten skiërs, bobsleeërs, schaatsers en vele andere atleten allemaal een cruciaal moment onder de knie krijgen: wanneer ze moeten beginnen. Die fractie van een seconde is cruciaal tijdens de competitie, want als iedereen sterk en vaardig is, is er één moment van aarzeling kan goud van zilver scheiden. Een concurrent die te veel aarzelt, zal dat wel doen achtergelaten worden– maar als ze te snel bewegen, worden ze gediskwalificeerd.
Hoewel de omstandigheden minder intens zijn, geldt deze paradox van aarzeling in het dagelijks leven. Wachten op het juiste moment om de straat over te steken of even pauzeren voordat u besluit of u een oproep wilt beantwoorden van een nummer dat u niet herkent, zijn alledaagse voorbeelden van uitstelgedrag. Het is belangrijk dat sommige psychiatrische aandoeningen, zoals obsessief-compulsieve stoornis wordt gekenmerkt door impulsiviteitof gebrek aan aarzeling, terwijl buitensporige aarzeling daar een verlammend gevolg van is meerdere angststoornissen.
Als neurowetenschapperIk heb gewerkt om te ontdekken hoe de hersenen beslissen wanneer ze moeten handelen en wanneer ze moeten wachten. Recent onderzoek van mijn team en ik helpt verklaren waarom deze pauze van een fractie van een seconde plaatsvindtdie niet alleen inzicht geeft in topsportprestaties, maar ook hoe mensen dagelijkse beslissingen nemen als de mogelijke uitkomst niet duidelijk is.
We ontdekten dat de sleutel tot uitstelgedrag een reactie op onzekerheid is. Het kan zijn waar een gevallen hockeypuck terechtkomt wanneer een race begint of wanneer u bij een nieuw restaurant bestelt.
De aarzeling en het brein
Om te begrijpen hoe de hersenen uitstelgedrag controleren, hebben mijn collega’s en ik een eenvoudig ontwerp ontworpen beslissingstaak bij muizen.
Voor deze taak moesten de hersenen van de muis signalen interpreteren die voorspelbaar goed, voorspelbaar slecht of – het allerbelangrijkste – onzeker waren, wat ergens daartussenin betekende. Verschillende auditieve tonen gaven aan of een druppel suikerwater snel zou worden afgeleverd, niet zou worden afgeleverd of een 50/50 kans had om te worden afgeleverd.
Hoe de muizen zich gedroegen, zou de uitkomst niet beïnvloeden. Niettemin wachtten muizen in het onzekere scenario nog steeds langer voordat ze gingen likken om te zien of er een beloning was gegeven. Net als bij mensen leidden onvoorspelbare situaties tot vertragingen in de reactie. Deze aarzeling was niet het resultaat van het aarzelen tussen opties in besluiteloosheid, maar van een actief en gereguleerd hersenproces dat moest pauzeren voordat er actie werd ondernomen vanwege de onzekerheid in de omgeving.
Toen we neurale activiteit onderzochten die verband hield met het begin van likken, vonden we identificeerde een specifieke groep neuronen die pas actief werd toen de resultaten onduidelijk waren. Deze neuronen controleerden effectief of de hersenen een actie moesten ondernemen of moesten pauzeren om meer informatie te verzamelen. De mate waarin deze neuronen actief waren, kon voorspellen of muizen zouden aarzelen voordat ze een beslissing namen.
Om te bevestigen dat deze neuronen een rol speelden bij het beheersen van aarzeling, gebruikten we a techniek genaamd optogenetica deze hersencellen kortstondig aan of uit zetten. Toen we de neuronen activeerden, aarzelden muizen nog meer. Toen we ze het zwijgen oplegden, verdween die aarzeling en waren hun reacties honderden milliseconden sneller, in de maat van hun reacties op voorspelbare situaties.
Wetenschappers kunnen optogenetica gebruiken om hersencellen aan of uit te zetten.
Het dagelijks leven, ziekte en downhill racen
Onze bevindingen suggereren dat aarzeling niet zozeer een zwakte is die moet worden overwonnen, maar een fundamentele hersenfunctie lijkt te zijn die mensen en dieren helpt hun weg te vinden in een onzekere wereld en kostbare fouten te vermijden.
Ons onderzoek geeft ook inzicht in de balans tussen actie en inactiviteit bij gezondheid en ziekte. De aarzelingsneuronen bevinden zich in basale gangliahetzelfde deel van de hersenen dat wordt aangetast door de ziekte van Parkinson, OCD en verslaving. Hoewel onderzoekers nog moeten bepalen hoeveel overlap of interactie er bestaat tussen de cellen die betrokken zijn bij uitstelgedrag en cellen die getroffen zijn door psychiatrische stoornissen, wijst hun circuitoverlap op mogelijke behandeldoelen.
Onze volgende stap is begrijpen hoe cellen die uitstelgedrag beheersen, interageren met medicijnen om ADHD en OCS te behandelen, aandoeningen waarbij patiënten impulsief reageren tijdens vluchtige of onzekere situaties.
We willen ook identificeren welke hersengebieden deze cellen voorzien van informatie over onzekerheid – het omgevingssignaal dat zo cruciaal is voor uitstelgedrag. Terwijl onderzoekers hebben ontdekt dat verschillende delen van een deel van de hersenen worden genoemd prefrontale cortex codeert voor onzekerheidhet is onduidelijk hoe de hersenen deze informatie daadwerkelijk gebruiken, waar het rubber de weg raakt.
Aarzeling is geen fout; het is een cruciale functie bij het navigeren door een onvoorspelbare wereld. Of je nu een kunstschaatser bent die wacht op het perfecte moment om te springen of gewoon je dag doorbrengt, het circuit achter de aarzeling speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de timing om de actie goed te doen.
Erik Ytri is docent biologische wetenschappen aan Carnegie Mellon-universiteit.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Lezen origineel artikel.
