O Papel do Aprendizado Aversivo no Comportamento Animal
O aprendizado aversivo ajuda os animais a evitarem situações perigosas através de mecanismos cerebrais.
Ruining Hu, Nannan Wu, Tong Liu, Liuting Zou, Songjie Lv, Xiao Huang, Rongfeng K. Hu
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Índice
- Tipos de Aprendizagem Aversiva
- O Cérebro e a Aprendizagem Aversiva
- Como os Pesquisadores Estudam a Aprendizagem Aversiva
- Descobertas da Pesquisa
- Mudanças na Atividade dos Neurônios
- O Processo de Aprendizagem
- Comparando Diferentes Testes
- Importância do PSTN na Aprendizagem Aversiva
- Neurônios e Aprendizado
- Desligando Neurônios
- Será Que Podemos Ligar os Neurônios de Novo?
- Como a Motivação Entra em Jogo?
- Aprofundando na Circuitaria Neuronal
- Conexões Chave
- Diferentes Caminhos
- Testando Outros Caminhos
- Direções Futuras
- Conclusão
- Fonte original
Aprendizagem aversiva é uma forma que os animais aprendem a ligar algo que é neutro ou inofensivo com uma experiência ruim. Esse tipo de aprendizado é importante porque ajuda os animais a ficarem vivos. Imagina um camundongo levando choque toda vez que escuta um barulho alto. Depois de algumas vezes, o camundongo aprende a evitar aquele som porque significa problema.
Tipos de Aprendizagem Aversiva
Tem duas maneiras principais que os animais aprendem desse jeito:
Condicionamento Pavloviano: É como a história clássica dos cães de Pavlov. Os cães aprenderam a associar um sino com comida. Para o camundongo, é como aprender que o som significa que um choque tá chegando.
Condicionamento Instrumental: Isso envolve aprender pelas consequências, tipo, se você toca um fogão quente, aprende a não fazer isso de novo.
Os dois tipos de aprendizado ajudam os animais a saber o que evitar para se manterem seguros.
O Cérebro e a Aprendizagem Aversiva
Quando os animais aprendem a evitar as coisas, os cérebros deles estão bem ativos. Os cientistas têm olhado pra diferentes partes do cérebro pra ver como funcionam durante esse aprendizado. Uma área que chama atenção é o hipotálamo, especificamente uma região pequena chamada núcleo parasubtalâmico (PSTN).
A maioria dos Neurônios no PSTN libera uma substância química chamada glutamato, que ajuda a enviar sinais. Alguns desses neurônios têm marcadores especiais, que os cientistas usam pra identificá-los. Pesquisas recentes mostraram que o PSTN ajuda a controlar comportamentos relacionados à alimentação, bebida e até medo.
Como os Pesquisadores Estudam a Aprendizagem Aversiva
Pra entender como o PSTN funciona durante a aprendizagem aversiva, os cientistas usam camundongos em experiências. Eles criam uma configuração especial onde os camundongos podem evitar ou escapar de experiências negativas, como choques elétricos.
Os pesquisadores observam o que acontece nos cérebros dos camundongos enquanto aprendem a evitar os choques. Usam ferramentas que permitem medir a atividade de tipos específicos de neurônios. Isso ajuda a saber quais áreas do cérebro são cruciais pra esse aprendizado.
Descobertas da Pesquisa
Mudanças na Atividade dos Neurônios
Os cientistas descobriram que os neurônios no PSTN ficam mais ativos quando os camundongos aprendem a evitar choques. Eles usaram uma técnica chamada fotometria de fibra, que mede como os neurônios respondem a estímulos em tempo real. Quando os camundongos aprendem a evitar os choques, a atividade nesses neurônios muda.
O Processo de Aprendizagem
Durante os experimentos, os camundongos ouviam um tom antes do choque. Com o tempo, eles aprenderam a associar o tom com o choque. Os pesquisadores observaram que conforme os camundongos aprendiam, a habilidade deles de evitar o choque melhorava.
No final do período de treinamento, os camundongos mostraram que podiam evitar o choque na maior parte do tempo. Eles também ficaram mais rápidos em se mover pra segurança quando o tom era tocado.
Comparando Diferentes Testes
Os pesquisadores também analisaram diferentes tipos de testes: evitar com sucesso, escapar e falhas. Quando os camundongos evitavam o choque com sucesso, a atividade cerebral deles era bem mais alta comparada com quando falhavam.
Isso mostra que os neurônios do PSTN têm um papel em quão bem os camundongos se saem durante a tarefa de aprendizado.
Importância do PSTN na Aprendizagem Aversiva
Depois de explorar como o PSTN funciona, os pesquisadores queriam saber se era crucial pra aprendizagem aversiva. Então, fizeram alguns experimentos onde removeram esses neurônios ou desligaram eles.
Neurônios e Aprendizado
Quando eles ablaram (removeram) os neurônios do PSTN, os camundongos tiveram dificuldade em aprender a evitar os choques. Isso sugere que esses neurônios são necessários pro aprendizado que ajuda os animais a evitarem experiências negativas.
Desligando Neurônios
Os pesquisadores também usaram optogenética, uma técnica que permite controlar a atividade dos neurônios com luz. Quando os neurônios do PSTN foram desligados durante a tarefa de aprendizado, os camundongos novamente mostraram um desempenho ruim. Isso demonstra que esses neurônios não são só úteis, mas essenciais pra uma aprendizagem aversiva bem-sucedida.
Será Que Podemos Ligar os Neurônios de Novo?
Curiosamente, quando os pesquisadores ativaram os neurônios do PSTN enquanto os camundongos estavam aprendendo, eles viram que os camundongos melhoravam na habilidade de evitar choques. Isso sugere que simplesmente ligar os neurônios pode ajudar a melhorar o processo de aprendizado.
A ideia de que você pode promover aprendizado apenas ativando certas células do cérebro é bem maluca!
Motivação Entra em Jogo?
Como aUma parte importante do aprendizado é a motivação. Se um animal não está motivado a evitar algo, pode não aprender a fazê-lo de forma eficaz. Os pesquisadores usaram algo chamado teste de preferência de lugar em tempo real pra ver se os animais evitariam espaços associados à experiência negativa quando os neurônios do PSTN estavam ativados.
Quando os neurônios do PSTN foram ativados, os camundongos desenvolveram um aversão à área onde tiveram a estimulação luminosa, indicando uma forte motivação negativa.
Aprofundando na Circuitaria Neuronal
O cérebro é interconectado e muitos neurônios se comunicam entre si. Os cientistas também queriam saber como o PSTN se conecta com outras regiões do cérebro pra ajudar na aprendizagem aversiva.
Conexões Chave
Eles descobriram que o PSTN envia sinais pra áreas importantes como a habenula lateral e o córtex pré-frontal. Essas áreas estão envolvidas na tomada de decisão e respostas emocionais. Estudando essas conexões, os cientistas podem entender melhor como a aprendizagem aversiva acontece em uma escala maior.
Diferentes Caminhos
A pesquisa mostrou que existem diferentes caminhos que o PSTN usa pra afetar o aprendizado. Por exemplo, um caminho ia pro PVT, que é conhecido por estar envolvido em experiências de aprendizado.
Testando Outros Caminhos
Os cientistas não pararam só no PVT. Eles também exploraram conexões com o núcleo parabrachial e o núcleo central da amígdala. Essas áreas também desempenham um papel nas respostas emocionais e ajudam na aprendizagem aversiva.
Direções Futuras
E aí, qual é o próximo passo?
Os cientistas acreditam que entender o PSTN e suas rotas pode ajudar a entender vários transtornos neuropsiquiátricos, incluindo ansiedade e depressão. Aprender sobre esses caminhos pode nos levar a novos tratamentos ou formas de ajudar pessoas com essas condições.
Conclusão
Resumindo, a aprendizagem aversiva é uma área fascinante que mostra como os animais aprendem a evitar experiências ruins, e o PSTN tem um papel enorme nisso. Entender como o cérebro funciona nesse contexto nos ajuda a aprender mais sobre comportamento e potencialmente desenvolver melhores terapias pra questões de saúde mental.
Então, da próxima vez que você ouvir um barulho alto e pular, saiba que seu cérebro tá trabalhando duro pra garantir que você lembre de evitar isso no futuro!
Título: Tachykinin1-expressing neurons in the parasubthalamic nucleus control active avoidance learning
Resumo: Active avoidance is a type of instrumental behavior that requires an organism actively to engage in specific actions to avoid or escape from a potentially aversive stimulus and is crucial for the survival and well-being of organisms. It requires a widely distributed, hard-wired neural circuits spanning multiple brain regions, including the amygdala and thalamus. However, less is known about whether and how the hypothalamus encodes and controls active avoidance learning. Here we identify a previously unknown role for the parasubthalamic nucleus (PSTN), located in the lateral subdivision of the posterior hypothalamus, in the encoding and control of active avoidance learning. Fiber photometry calcium imaging shows that the activity of tachykinin1-expressing PSTN (PSTNTac1) neurons progressively increases during this learning. Cell-type specific ablation and optogenetic inhibition of PSTNTac1 neurons attenuates active avoidance learning, whereas optogenetic activation of these cells promotes this learning via a negative motivational drive. Moreover, the PSTN mediates this learning differentially through its downstream targets. Together, this study identifies the PSTN as a new member of the neural networks involved in active avoidance learning and offers us potential implications for therapeutic interventions targeting anxiety disorders and other conditions involving maladaptive avoidance learning.
Autores: Ruining Hu, Nannan Wu, Tong Liu, Liuting Zou, Songjie Lv, Xiao Huang, Rongfeng K. Hu
Última atualização: 2024-11-03 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.03.621743
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.03.621743.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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