Hersenkern nucleus accumbens blijkt gangmaker in zoektocht naar beloning
Vaak wordt aangenomen dat de nucleus accumbens het ‘beloningscentrum’ van de hersenen is. Uit onderzoek van de UvA blijkt echter dat cellen in de nucleus accumbens met name de verwachting van een beloning coderen en niet actief zijn bij de beloning zelf. De bevindingen zijn deze week gepubliceerd in het Journal of Neuroscience.
De studie toont aan dat dit hersendeel een pluriforme hersenkern is waar beloningsvoorspelling en motivatie wordt gekoppeld aan specifieke onderdelen van gedrag. De wetenschappers leggen hiermee een fundament voor een beter begrip van hersenaandoeningen zoals drugs- en gokverslaving, depressie en obsessief-compulsieve stoornis. De bevindingen zijn deze week gepubliceerd in het Journal of Neuroscience.
In samenwerking met psychologen van de University of Cambridge ontwierpen UvA-onderzoekster Carien Lansink en haar collega's een experiment om te achterhalen welke factoren de activiteit van cellen in de nucleus accumbens aansturen. De activiteit blijkt uit het 'afvuren' van elektrische pulsjes (spikes) door de cellen. Tegelijk deden de wetenschappers onderzoek aan cellen in de hippocampus, een structuur die belangrijk is voor geheugen en navigatie, en bovendien gedetailleerde ruimtelijke informatie kan doorgeven aan de nucleus accumbens.
Het experiment
Voor het experiment lieten de onderzoekers ratten op zoek gaan naar beloning in een ruimte bestaande uit drie identieke kamers. Telkens als de rat reageerde op het aanspringen van een lampje in een van de kamers, werd het dier ‘beloond’ met een slok suikerwater.
Hippocampuscellen maakten toch onderscheid tussen de kamers, ondanks het feit dat deze identiek waren, door alleen spikes te vuren als de rat op een specifieke locatie was. Als de hippocampus deze plaatsinformatie verstuurt naar de nucleus accumbens, is te verwachten dat deze kern ook ruimtelijke informatie tot uitdrukking brengt. Dit was echter niet het geval. Accumbens-cellen bleken juist actief tijdens een bepaalde fase van hun gedragstaak, bijvoorbeeld bij het zien van het lampje of juist tijdens het naderen van een beloningslocatie, ongeacht de plek waar de rat zich bevond.
Het effect van het lampje op het afvuren van spikes door de cellen bleek ook zeer verrassend. Omdat het lampje een sterke voorspeller is van de beloning, verwachtten de onderzoekers dat de accumbens-cellen bij de dieren massaal actief zouden worden als het lampje aan zou gaan. In plaats daarvan zagen ze dat het patroon van neurale codering omsloeg, tegelijkertijd in zowel de nucleus accumbens als de hippocampus. Na het aangaan van het lampje werden sommige cellen actiever, maar andere juist minder actief. Deze omslag hangt samen met een verandering in gedrag: als het lampje gaat branden gaat dit over van spontaan verkennend in doelgericht gedrag. De accumbens blijkt dus geen beloningscentrum dat simpelweg aanslaat als er een beloning verwacht wordt en afslaat als deze verwachting verdwijnt.
Publicatiegegevens
Carien S. Lansink, Jadin C. Jackson, Jan V. Lankelma, Rutsuko Ito, Trevor W. Robbins, Barry J. Everitt, Cyriel M.A. Pennartz: Reward cues in space: commonalities and differences in neural coding by hippocampal and ventral striatal ensembles.
