أنا عالمة أعصاب علمت الفئران قيادة السيارات - فرحتها تشير إلى كيف يمكن لتوقع المتعة أن يُغني حياة البشر

صنعنا أول سيارة للقوارض من حاوية حبوب بلاستيكية. بعد التجربة والخطأ، وجدنا أنا وزملائي أن الفئران يمكن أن تتعلم القيادة إلى الأمام من خلال الإمساك بسلك صغير يعمل كدواسة بنزين. وقبل مرور وقت طويل، كانت الفئران تقود السيارة بدقة مدهشة للوصول إلى حلوى فروت لوب.

وكما هو متوقع، تعلمت الفئران التي تم إيواؤها في بيئات غنية - مع وجود ألعاب ومساحة ومرافقين - القيادة بشكل أسرع من تلك الموجودة في الأقفاص العادية. وقد دعمت هذه النتيجة فكرة أن البيئات المعقدة تعزز المرونة العصبية: قدرة الدماغ على التغيير عبر العمر استجابة للمتطلبات البيئية.

بعد أن نشرنا بحثنا، انتشرت قصة قيادة الفئران على نطاق واسع في وسائل الإعلام. يستمر المشروع في مختبري مع مركبات جديدة ومحسّنة تعمل بالفئران، أو مركبات آلية محسنة صممها أستاذ الروبوتات جون مكمانوس وطلابه. هذه المركبات الكهربائية المطورة التي تعمل عن بعد - التي تتميز بأسلاك مقاومة للفئران وإطارات غير قابلة للتلف وأذرع قيادة مريحة - هي أقرب إلى نسخة القوارض من شاحنة تسلا سايبرتك.

رؤى جديدة حول المرونة الإدراكية من كيفية تعلم الفئران

بصفتي عالمة أعصاب من المؤيدين لـ إيواء واختبار حيوانات المختبر في بيئات طبيعية، وجدت أنه من الممتع أن أرى مدى ابتعادنا عن ممارسات المختبر في هذا المشروع. تفضل الفئران عادةً التراب والعصي والصخور على الأجسام البلاستيكية. والآن، جعلناهم يقودون السيارات.

لكن البشر لم يتطوروا لقيادة السيارات أيضاً. وعلى الرغم من أن أسلافنا القدماء لم يكن لديهم سيارات، إلا أنهم كانوا يمتلكون أدمغة مرنة مكنتهم من اكتساب مهارات جديدة - النار واللغة والأدوات الحجرية والزراعة. وبعد مرور بعض الوقت على اختراع العجلة، صنع البشر السيارات.

وعلى الرغم من أن السيارات المصنوعة للفئران بعيدة كل البعد عن أي شيء يمكن أن تواجهه في البرية، إلا أننا اعتقدنا أن قيادة السيارات تمثل طريقة مثيرة للاهتمام لدراسة كيفية اكتساب القوارض لمهارات جديدة. وعلى نحو غير متوقع، وجدنا أن الفئران كان لديها دافع قوي لتدريبها على القيادة، وغالباً ما كانت تقفز إلى السيارة وتزيد من سرعة "محرك الرافعة" قبل أن تنطلق السيارة على الطريق. لماذا كان ذلك؟

وجهة الفرح الجديدة

اكتسبت مفاهيم من كتب علم النفس التمهيدية بُعدًا عمليًا جديدًا في مختبرنا لقيادة القوارض. فبناءً على مناهج التعلم التأسيسية مثل التكييف الفعال، الذي يعزز السلوك المستهدف من خلال الحوافز الاستراتيجية، قمنا بتدريب الفئران خطوة بخطوة في برامج تعليم القيادة.

في البداية، تعلمت الفئران الحركات الأساسية، مثل الصعود إلى السيارة والضغط على رافعة. ولكن مع الممارسة، تطورت هذه الأفعال البسيطة إلى سلوكيات أكثر تعقيدًا، مثل توجيه السيارة نحو وجهة محددة.

علمتني الفئران أيضاً شيئاً عميقاً ذات صباح أثناء الجائحة.

كان ذلك في صيف عام 2020، وهي فترة اتسمت بالعزلة العاطفية لكل شخص تقريباً على هذا الكوكب، حتى فئران المختبر. عندما دخلت إلى المختبر، لاحظت شيئاً غير اعتيادي: ركضت الفئران الثلاثة المدربة على القيادة بلهفة إلى جانب القفص، وقفزت إلى الأعلى كما يفعل كلبي عندما يُسأل عما إذا كان يريد التنزه.

العثور على البهجة في الأشياء الصغيرة يمكن أن يفيدك حقًا في رفاهيتك - يشرح ذلك عالم نفس

هل كانت الفئران تفعل ذلك دائمًا ولم ألاحظ ذلك؟ هل كانوا فقط متحمسين لتناول حلوى فروت لووب، أم أنهم كانوا يتوقعون القيادة نفسها؟ مهما كان الأمر، يبدو أنها كانت تشعر بشيء إيجابي - ربما الإثارة والترقب.

ترتبط السلوكيات المرتبطة بالتجارب الإيجابية بالفرح لدى البشر، ولكن ماذا عن الفئران؟ هل كنت أرى ما يشبه الفرح في الفئران؟ ربما، مع الأخذ في الاعتبار أن أبحاث علم الأعصاب تشير بشكل متزايد إلى أن الفرح والمشاعر الإيجابية تلعب دورًا حاسمًا في صحة كل من الإنسان والحيوانات غير البشرية.

وبذلك، قمت وفريقي بتحويل التركيز من موضوعات مثل كيفية تأثير الإجهاد المزمن على الأدمغة إلى كيفية تأثير الأحداث الإيجابية - وتوقع هذه الأحداث - على تشكيل الوظائف العصبية.

ومن خلال العمل مع زميلة ما بعد الدكتوراه كيتي هارتفيغسن، صممتُ بروتوكولًا جديدًا يستخدم فترات الانتظار لزيادة التوقع قبل الحدث الإيجابي. وبإدخال تكييف بافلوفيان في هذا المزيج، كان على الفئران الانتظار لمدة 15 دقيقة بعد وضع كتلة ليغو في قفصها قبل أن تتلقى حلقة فروت لوب. كما كان عليها أيضًا الانتظار في قفص النقل لبضع دقائق قبل دخول حديقة الفئران، وهي منطقة اللعب الخاصة بها. أضفنا أيضاً تحديات أخرى، مثل جعلهم يقصفون بذور عباد الشمس قبل تناول الطعام.

أصبح هذا هو برنامجنا البحثي انتظروا ذلك. أطلقنا على هذا الخط الجديد من الدراسة اسم UPERs - استجابات التجربة الإيجابية غير المتوقعة - حيث تم تدريب الفئران على انتظار المكافآت. في المقابل، تلقت فئران المراقبة مكافآتها على الفور. بعد حوالي شهر من التدريب، قمنا بتعريض الفئران لاختبارات مختلفة لتحديد كيفية تأثير انتظار التجارب الإيجابية على كيفية تعلمها وتصرفها. ونقوم حالياً بالتحقيق في أدمغتها لتحديد البصمة العصبية للتجارب الإيجابية الممتدة.

تشير النتائج الأولية إلى أن الفئران التي طُلب منها انتظار مكافآتها تظهر علامات على التحول من النمط المعرفي المتشائم إلى النمط المتفائل في اختبار مصمم لقياس تفاؤل القوارض. فقد كان أداؤها أفضل في المهام الإدراكية وكانت أكثر جرأة في استراتيجيات حل المشكلات. لقد ربطنا هذا البرنامج باهتمام مختبرنا الأوسع نطاقًا بـ السلوكيات السلوكية، وهو مصطلح قمت بصياغته للإشارة إلى أن التجارب يمكن أن تغير كيمياء الدماغ بشكل مشابه للأدوية.

يوفر هذا البحث مزيدًا من الدعم لكيفية تعزيز التوقع للسلوك. وقد أظهر العمل السابق على فئران المختبر أن الفئران التي تضغط على شريط للكوكايين - وهو منشط يزيد من تنشيط الدوبامين - تشهد بالفعل زيادة في الدوبامين أثناء توقعها لجرعة من الكوكايين.

حكاية ذيول الفئران

لم تكن تأثيرات التوقع على سلوك الفئران هي التي لفتت انتباهنا فقط. ففي أحد الأيام، لاحظ أحد الطلاب شيئًا غريبًا: أحد الفئران في المجموعة التي تم تدريبها على توقع التجارب الإيجابية كان ذيله مستقيماً مع وجود انحناءة في نهايته تشبه مقبض المظلة القديمة.

لم يسبق لي أن رأيت هذا طوال عقود من العمل مع الفئران. وبمراجعة لقطات الفيديو، وجدنا أن الفئران التي تم تدريبها على توقع التجارب الإيجابية كانت أكثر عرضة لرفع ذيلها عالياً من الفئران غير المدربة. ولكن ماذا يعني هذا بالضبط؟

بدافع الفضول، نشرت صورة للسلوك على وسائل التواصل الاجتماعي. حدد زملائي علماء الأعصاب هذا على أنه شكل ألطف مما يسمى ذيل ستراب، والذي يظهر عادةً في الفئران التي تُعطى المورفين الأفيوني. هذا الالتفاف على شكل حرف S هو أيضًا مرتبط بالدوبامين 90022-p). عندما يتم حجب الدوبامين، ينحسر سلوك ذيل ستراب.

ويبدو أن الأشكال الطبيعية للمواد الأفيونية والدوبامين - وهما لاعبان رئيسيان في مسارات الدماغ التي تقلل الألم وتعزز المكافأة - هي المكونات الرئيسية للذيول المرتفعة في برنامج تدريب التوقع. تضيف مراقبة وضعية الذيل في الفئران طبقة جديدة لفهمنا للتعبير العاطفي لدى الفئران، وتذكرنا بأن العواطف يتم التعبير عنها في جميع أنحاء الجسم بأكمله.

وعلى الرغم من أننا لا نستطيع أن نسأل الفئران مباشرة عما إذا كانت تحب القيادة، إلا أننا ابتكرنا اختباراً سلوكياً لتقييم دوافعها للقيادة. هذه المرة، بدلاً من إعطاء الفئران خيار القيادة إلى شجرة فروت لوب فقط، كان بإمكانهم أيضاً القيام برحلة أقصر سيراً على الأقدام - أو على الكف في هذه الحالة.

ومن المثير للدهشة أن اثنين من الفئران الثلاثة اختارا أن يسلكا الطريق الأقل كفاءة وهو الابتعاد عن المكافأة والركض إلى السيارة للقيادة إلى وجهة فروت لوب. تشير هذه الاستجابة إلى أن الفئران استمتعت بالرحلة والوجهة المجزية على حد سواء.

دروس الفئران في الاستمتاع بالرحلة

لسنا الفريق الوحيد الذي يبحث في المشاعر الإيجابية لدى الحيوانات.

فقد اشتهر عالم الأعصاب جاك بانكسيب بـ دغدغة الفئران 00159-8)، مما يدل على قدرتها على الاستمتاع.

وقد أظهرت الأبحاث أيضًا أن بيئات الفئران المرغوبة منخفضة الإجهاد تعيد ضبط دوائر المكافأة في أدمغتها، مثل النواة المتكئة. عندما يتم إيواء الحيوانات في بيئاتها المفضلة، تتسع منطقة النواة المتكئة التي تستجيب للتجارب الشهية. وفي المقابل، عندما يتم إيواء الفئران في سياقات مرهقة، تتوسع المناطق المولدة للخوف في النواة المتكئة. يبدو الأمر كما لو أن الدماغ عبارة عن بيانو يمكن للبيئة أن تضبطه.

كيفية التخلص من "الفومو" وتعزيز "الجومو" - متعة الفقدان

كما قدم عالم الأعصاب كيرت ريختر أيضًا قضية الفئران التي لديها أمل. في دراسة لم يكن مسموحًا بها اليوم، سبحت الفئران في أسطوانات زجاجية مملوءة بالماء، وغرقت في نهاية المطاف من الإرهاق إذا لم يتم إنقاذها. سبحت فئران المختبر التي كثيرًا ما تعامل معها البشر لساعات إلى أيام. استسلمت الفئران البرية بعد بضع دقائق فقط. ومع ذلك، إذا تم إنقاذ الفئران البرية لفترة وجيزة، فإن وقت بقائها على قيد الحياة يمتد بشكل كبير، وأحيانًا لأيام. ويبدو أن إنقاذ الفئران أعطى الفئران الأمل وحفزها على البقاء على قيد الحياة.

لقد فتح مشروع قيادة الفئران أبواباً جديدة وغير متوقعة في مختبر أبحاث علم الأعصاب السلوكي الخاص بي. وفي حين أنه من الضروري دراسة المشاعر السلبية مثل الخوف والتوتر، إلا أن التجارب الإيجابية تشكل الدماغ أيضًا بطرق مهمة.

فبينما تخوض الحيوانات - سواء كانت بشرية أو غير ذلك - غمار الحياة التي لا يمكن التنبؤ بها، فإن توقع التجارب الإيجابية يساعد على الإصرار على مواصلة البحث عن مكافآت الحياة. في عالم من الإشباع الفوري، تقدم هذه الفئران نظرة ثاقبة للمبادئ العصبية التي توجه السلوك اليومي. فبدلًا من الضغط على الأزرار للحصول على المكافآت الفورية، تذكرنا هذه الفئران بأن التخطيط والتوقع والاستمتاع بالرحلة قد يكون مفتاحًا لدماغ سليم. هذا هو الدرس الذي علّمتني إياه فئران المختبر علّمتني إياه جيدًا.