Πώς αρουραίοι που έμαθαν να οδηγούν, δίδαξαν στους επιστήμονες τη χαρά

Σάβ, 01/02/2025 - 21:28

Οταν μια επιστημονική ομάδα αποφάσισε να μάθει σε αρουραίους να οδηγούν ένα μικροσκοπικό όχημα στο εργαστήριο, δεν περίμεναν να καταλήξουν σε συμπεράσματα για το συναίσθημα της χαράς. Καθώς όμως εξελισσόταν το πείραμα, διαπιστώθηκε ότι οι αρουραίοι αποκόμιζαν σημαντικά οφέλη από την προσδοκία της χαράς για πράγματα που αγαπούσαν να κάνουν

Μετά από δοκιμές και λάθη, οι ερευνητές του πανεπιστημίου Ρίτσμοντ διαπίστωσαν ότι οι αρουραίοι μπορούσαν να μάθουν να οδηγούν προς τα εμπρός πιάνοντας ένα μικρό σύρμα που λειτουργούσε σαν πεντάλ γκαζιού. Σύντομα, οδηγούσαν με εκπληκτική ακρίβεια για να φτάσουν στο τέλος της διαδρομής όπου τους περίμενε μια λιχουδιά.

«Οι αρουραίοι που φιλοξενούνταν σε πιο σύνθετα περιβάλλοντα (με παιχνίδια, χώρο και συντρόφους) μάθαιναν να οδηγούν πιο γρήγορα από εκείνους που βρίσκονταν σε κανονικά κλουβιά. Το εύρημα αυτό ενίσχυσε την ιδέα ότι τα σύνθετα περιβάλλοντα ενισχύουν τη νευροπλαστικότητα, δηλαδή την ικανότητα του εγκεφάλου να μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ζωής ως απάντηση στις απαιτήσεις του περιβάλλοντος», γράφει στο The Conversation η καθηγήτρια συμπεριφορικής νευροεπιστήμης στο πανεπιστήμιο του Ρίτσμοντ, Κέλι Λάμπερτ.

Πώς αρουραίοι που έμαθαν να οδηγούν, δίδαξαν στους επιστήμονες τη χαρά-1
Φωτ.: University of Richmond

Αφότου δημοσιεύθηκαν τα συμπεράσματα, προκάλεσαν το έντονο ενδιαφέρον των μέσων ενημέρωσης. 

H μελέτη συνεχίστηκε με τους επιστήμονες να δίνουν στους αρουραίους νέα βελτιωμένα οχήματα τα οποία είχαν σχεδιαστεί από τον καθηγητή ρομποτικής, Τζον ΜακΜλανους και τους φοιτητές του. Αυτά τα αναβαθμισμένα ηλεκτρικά οχήματα είχαν αδιάβροχα καλώδια, ανθεκτικά ελαστικά και εργονομικούς μοχλούς οδήγησης.

Απολαμβάνοντας την οδήγηση στο εργαστήριο

«Οι αρουραίοι συνήθως προτιμούν το χώμα, τα ξύλα και τις πέτρες από τα πλαστικά αντικείμενα. Τους είχαμε όμως βάλει να οδηγούν αυτοκίνητα. Αλλωστε, ούτε οι άνθρωποι ήταν γενετικά εξελιγμένοι για να οδηγούν. Αν και οι αρχαίοι πρόγονοί μας δεν είχαν αυτοκίνητα, είχαν ευέλικτους εγκεφάλους που τους επέτρεψαν να αποκτήσουν νέες δεξιότητες όπως η γλώσσα ή η δημιουργία λίθινων εργαλείων. Κάποια στιγμή μετά την εφεύρεση του τροχού, οι άνθρωποι κατασκεύασαν και τα πρώτα αυτοκίνητα», λέει η Λάμπερτ. 

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αν και τα αυτοκίνητα που κατασκευάστηκαν για τους αρουραίους απείχαν πολύ από οτιδήποτε θα συναντούσαν στη φύση, η οδήγηση αποτελούσε έναν ενδιαφέροντα τρόπο για να μελετηθεί το πώς τα τρωκτικά αποκτούν νέες δεξιότητες.

«Απροσδόκητα, διαπιστώσαμε ότι οι αρουραίοι είχαν έντονο κίνητρο για την εκπαίδευσή τους στην οδήγηση, πηδώντας συχνά στο αυτοκίνητο και ανεβάζοντας στροφές πριν το όχημά τους βγει στο δρόμο. Γιατί συνέβη αυτό; Οι έννοιες από τα εισαγωγικά εγχειρίδια ψυχολογίας απέκτησαν μια νέα, πρακτική διάσταση στο εργαστήριό μας […] Εκπαιδεύσαμε τους αρουραίους με κλιμακούμενα προγράμματα οδήγησης χρησιμοποιώντας λιχουδιές ως ανταμοιβή. Αρχικά, έμαθαν βασικές κινήσεις, όπως το να επιβιβάζονται στο αυτοκίνητο και να σπρώχνουν ένα μοχλό. Με την εξάσκηση, όμως, αυτές οι απλές ενέργειες εξελίχθηκαν σε πιο σύνθετες συμπεριφορές, όπως το να κατευθύνουν το αυτοκίνητο προς έναν συγκεκριμένο προορισμό», γράφει η καθηγήτρια.

 

Ασυνήθιστη συμπεριφορά των οδηγών-τρωκτικών

Το καλοκαίρι του 2020, όταν η Λάμπερτ μπήκε στο εργαστήριο παρατήρησε κάτι ασυνήθιστο: οι τρεις αρουραίοι που είχαν εκπαιδευτεί να οδηγούν έτρεχαν στο πλάι του κλουβιού, χοροπηδώντας όπως κάνουν συνήθως οι σκύλοι όταν τους ρωτούν αν θέλουν να πάνε βόλτα.

«Μήπως οι αρουραίοι το έκαναν πάντα αυτό και εγώ απλώς δεν το είχα προσέξει; Ανυπομονούσαν για μια λιχουδιά ή περίμεναν την οδήγηση; Όπως και να έχει, φάνηκε ότι ένιωθαν κάτι θετικό – ίσως ενθουσιασμό και προσμονή. Οι συμπεριφορές που σχετίζονται με θετικές εμπειρίες συνδέονται με τη χαρά στους ανθρώπους, αλλά τι γίνεται με τους αρουραίους;», αναρωτιέται η καθηγήτρια. 

«Απροσδόκητα, διαπιστώσαμε ότι οι αρουραίοι είχαν έντονο κίνητρο για την εκπαίδευσή τους στην οδήγηση, πηδώντας συχνά στο αυτοκίνητο και ανεβάζοντας στροφές πριν το όχημά τους βγει στο δρόμο»

Οι επιστήμονες αποφάσισαν τότε να μετατοπίσουν την εστίαση της έρευνας στο πώς τα θετικά γεγονότα – και η προσμονή για αυτά τα γεγονότα – διαμορφώνουν τις νευρικές λειτουργίες. Το νέο πρίσμα στη μελέτη τέθηκε λαμβάνοντας υπόψη ότι οι περισσότερες έρευνες των νευροεπιστημών υποδηλώνουν ότι η χαρά και τα θετικά συναισθήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην υγεία τόσο των ανθρώπων όσο και των ζώων. 

«Σε συνεργασία με τη μεταδιδακτορική συνεργάτιδα, Κίτι Χαρτβίσκεν, σχεδίασα ένα νέο πρωτόκολλο με περιόδους αναμονής ώστε να εντείνεται η προσμονή πριν από ένα θετικό γεγονός. Οι αρουραίοι έπρεπε να περιμένουν 15 λεπτά μετά την τοποθέτηση ενός lego στο κλουβί τους πριν πάρουν μια λιχουδιά. Επρεπε επίσης να περιμένουν στο κλουβί μεταφοράς τους για λίγα λεπτά πριν εισέλθουν στο χώρο που θα οδηγούσαν. Προσθέσαμε επίσης προκλήσεις, τους βάζαμε, παραδείγματος χάριν, να καθαρίσουν τους ηλιόσπορους πριν τους φάνε», σημειώνει η Λαμπερτ.

Πώς αρουραίοι που έμαθαν να οδηγούν, δίδαξαν στους επιστήμονες τη χαρά-2
Φωτ.: Shutterstock

Σύμφωνα με τα προκαταρκτικά αποτελέσματα, οι αρουραίοι που περίμεναν τις ανταμοιβές τους, έδειξαν σημάδια γνωστικής μετάβασης από μια σχετικά απαισιόδοξη κατάσταση σε μια αισιόδοξη. Παράλληλα, ήταν πιο τολμηροί στις στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων.

«Συνδέσαμε αυτό το πρόγραμμα με το ευρύτερο ενδιαφέρον του εργαστηρίου μας για τα “συμπεριφορικά φάρμακα”, μια ορολογία που επινόησα η ίδια για να υποδηλώσω ότι οι εμπειρίες μπορούν να μεταβάλλουν τη χημεία του εγκεφάλου παρόμοια με τα φαρμακευτικά προϊόντα. Αυτή η έρευνα παρέχει περαιτέρω στοιχεία για τον τρόπο με τον οποίο η προσμονή για κάτι θετικό μπορεί να βελτιώσει τη συμπεριφορά. Προηγούμενες μελέτες με εργαστηριακούς αρουραίους έδειξαν ότι οι αρουραίοι που λάμβαναν κοκαΐνη – ένα διεγερτικό που αυξάνει την ενεργοποίηση της ντοπαμίνης – βίωναν ήδη ένα κύμα ντοπαμίνης καθώς περίμεναν να πάρουν τη δόση τους», γράφει η νευροεπιστήμονας. 

Με σηκωμένη την ουρά

Ωστόσο, δεν ήταν μόνο οι επιδράσεις της αναμονής ενός θετικού γεγονότος που τράβηξαν την προσοχή των ερευνητών. Μια μέρα, ένας φοιτητής παρατήρησε κάτι παράξενο: ένας από τους αρουραίους της ομάδας που εκπαιδεύτηκε να αναμένει θετικές εμπειρίες (οδήγηση και λιχουδιά) είχε την ουρά του ευθεία προς τα πάνω και λίγο στραβή στην άκρη, θυμίζοντας λαβή ομπρέλας. 

Ο Λάμπερτ αναφέρει ότι σε όλες αυτές τις δεκαετίες που είχε δουλέψει με αρουραίους σε εργαστήριο, δεν είχε ξαναδεί ποτέ κάτι τέτοιο. Επανεξετάζοντας το βιντεοσκοπημένο υλικό, η επιστημονική ομάδα διαπίστωσε ότι οι αρουραίοι που εκπαιδεύτηκαν να προσδοκούν θετικές εμπειρίες είχαν περισσότερες πιθανότητες να κρατούν την ουρά τους ψηλά σε σχέση με τους μη εκπαιδευμένους αρουραίους. Αλλά τι ακριβώς σήμαινε αυτό;

Πώς αρουραίοι που έμαθαν να οδηγούν, δίδαξαν στους επιστήμονες τη χαρά-3
Φωτ.: Kelly Lambert

«Από περιέργεια, δημοσίευσα μια φωτογραφία αυτής της συμπεριφοράς στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. Συνάδελφοι νευροεπιστήμονες αναγνώρισαν ότι πρόκειται για μια πιο ήπια μορφή της λεγόμενης ουράς Straub, που συνήθως παρατηρείται σε αρουραίους στους οποίους χορηγείται οπιοειδής μορφίνη. Αυτή η κύρτωση στο τέλος της ουράς συνδέεται επίσης με την ντοπαμίνη. Οταν μπλοκάρεται η ντοπαμίνη, η ουρά Straub υποχωρεί. Οι φυσικές μορφές οπιοειδών και ντοπαμίνης – βασικών παραγόντων στις εγκεφαλικές οδούς για τη μείωση του πόνου – τον πόνο και ενισχύουν την ανταμοιβή – φαίνεται να είναι οι ουσίες που οδηγούν στις σηκωμένες ουρές», απαντά η Λάμπερτ. 

Η παρατήρηση της στάσης της ουράς στους αρουραίους προσθέτει ένα νέο στοιχείο στην κατανόηση της συναισθηματικής έκφρασης των τρωκτικών, υπενθυμίζοντάς παράλληλα ότι τα συναισθήματα εκφράζονται μέσω και της στάσης ολόκληρου του σώματος.

«Αν και δεν μπορούμε να ρωτήσουμε ευθέως τους αρουραίους αν τους αρέσει να οδηγούν, επινοήσαμε ένα συμπεριφορικό τεστ για να αξιολογήσουμε τα κίνητρά τους για οδήγηση. Αυτή τη φορά, αντί να δώσουμε στους αρουραίους μόνο την επιλογή να οδηγήσουν μέχρι τη λιχουδιά, μπορούσαν επίσης να κάνουν μια συντομότερη διαδρομή με τα πόδια. Παραδόξως, δύο από τους τρεις αρουραίους επέλεξαν να ακολουθήσουν τον λιγότερο γρήγορο δρόμο, δηλαδή να απομακρυνθούν από την ανταμοιβή και να πάρουν το αυτοκίνητο για να οδηγήσουν στον προορισμό τους. Αυτή η αντίδραση υποδηλώνει ότι οι αρουραίοι απολαμβάνουν τόσο το ταξίδι όσο και τον προορισμό όπου βρίσκεται η επιβράβευσή τους», σημειώνει η καθηγήτρια. 

Καθημερινή