یادگیری عاطفی می‌تواند خاطرات پايدار و پاسخهای عاطفی قدرتمند ایجاد کند، اما انعطاف‌پذیری رفتاری، می‌خواهد این پاسخ‌ها زمانی که آن‌ها دیگر مناسب نیستند مهار شوند.
دانشمندان موسسه علوم مغزی RIKEN در ژاپن کشف کرده‌اند که یادگیری عاطفی و انعطاف‌پذیری، به امر مهم تقسیم کار در مغز تكيه كرده و وابسته است. اين مطالعه‌ی منتشر شده در ژورنال Nature neuroscience نشان می‌دهد که این حالت‌های مختلف یادگیری نیازمند گروههای تمايزيافته از نورون‌هایی است که منشا آن‌ها در لوكوس سرولئوس مغز است و سیگنال‌ها را با استفاده از نورآدرنالین انتقال می‌دهند.
نورآدرنالین یک هورمون و انتقال‌دهنده‌ی عصبی است که بدن و ذهن ما را آماده‌ی اقدام و عمل می‌کند که شامل عملكردها‌ی سیستم عصبی سمپاتیک مانند افزایش ضربان قلب، فشار و جریان خون به عضلات می‌شود. در مغز، نورآدرنالین به ما کمک می‌کند تا در حالت هشدار باشيم و توجه خود را متمرکز کنیم، اما برای یادگیری عاطفی نیز مهم است، به خصوص وقتی که به ترس و اضطراب مربوط می‌شود.
اگر چه دانشمندان مدت زمان طولانی‌ای بود كه حدس ميزدند که تمام نورونهای نورآدرنرژیک در لوكوس سرولئوس (locus coeruleus) سیگنال‌های مشابهی را برای بقیه مغز از طریق یک سری سلولهای همگن ارسال می‌کنند، موضوعی كه چیزی به دانش تیم RIKEN اضافه نمی‌كرد.
همانطور که جاشوا جوهانسن، رهبر تیم توضیح می دهد:
لوكوس سرولئوس در بسیاری از رفتارها، از جمله یادگیری احساسی و شناخت انعطاف‌پذیری رفتاری عمل می‌کند. ما متعجب شديم كه چگونه یک سیستم همگن می‌تواند این جنبه‌های ظاهرا مخالف رفتار را تنظیم کند. شگفت‌آورتر، پاسخ این بود که سیستم همگن نیست.
این تیم با بررسی دو نوع یادگیری به این نتیجه رسید. اولین آن يادگيری وحشت‌آميز بود که یک حیوان یاد می گیرد صدایي را با یک رویداد ترسناك به هم مرتبط کند. این نوع یادگیری به این معنی شناخته شده شده که افزایش نورآدرنالین در بخشی از مغز به نام آمیگدال را بالا می‌برد.
مقاله مرتبط: حافظه فعال و یادگیری
دومي از بین رفتن یادگیری وحشت‌آميز است که در آن ارتباط بین صدا و رویداد از طریق تکرار صدای بدون وقفه كه پيامد ترسناك ندارد فراگیر شده است. این نوع یادگیری انعطاف‌پذیر شامل افزایش نورآدرنالین در بخشی از مغز می‌شود که به نام قشر پره‌فرونتال داخلی می‌گویند.
نتایج مشاهدات
آزمایشات نشان داد که درطول یادگيري وحشت‌آميز، بیشتر نورونهای نورآدرنژیک توسط وضعیت شدید عصبی فعال شده بودند. با این حال، وقتي واكنش به ترس در طی نابودي آن تغییر کرد، یک گروه از نورون های لوكوس سرولئوس در ابتداي یادگیری زمانی که واکنش‌های ترس هنوز زیاد بود همچنان فعال بودند، در حالی که گروه دیگر شروع به پاسخ دادن كردند طوری كه انگار ارتباط يادگرفته نشده بود و واکنش های هيجانی سرکوب گشت.
آزمایش‌های بیشتر نشان داد که گروه سلولهای نورآدرنرژیک در حین وضعيت‌های ترسناک، پروجکشن‌هایی را به آمیگدال ارسال می‌کردند، در حالی که گروهی که در طی نابودی فعالیت می‌کردند، به قشر پيش پیشانی مديال پروجکشن مي‌دادند.
عملكرد این دو پروجکشن جداگانه زمانی روشن شد که تیم از اپتوژنتيك (optogenetics) برای مهار یکي از انها یا دیگری در حالت‌های مختلف یادگیری استفاده کرد.
مهار پروجکشن‌های فرستاده شده به آميگدال در حين يادگيری ترس باعث شده که در حیوانات از ارتباط دادن صدا با حادثه ترسناک جلوگیری شود، در حالی که مهار آن در طی نابودي، بازگشت به حالت عادی و رفتار انعطاف‌پذیر را تسهیل می‌کند.
مقاله مرتبط: فعال‌سازی حافظه دیداری در تکمیل یادگیری
در مقابل، مهار پروجکشن‌های پره‌فرونتال، تأثیری بر یادگیری ترس نداشت اما در عوض یادگیری نابودی را کاهش داد و نتيجه‌اش اين شد كه حیوانات ادامه رفتارشان به صورتی بود كه همچنان از صدا وحشت داشتند حتی اگر دیگر صدای آن رویداد ترسناک را پیش بینی نمي كردند.
جوهانسن اين ارتباط را اینگونه بيان می‌کند:
اگرچه تمام سلولهای نورآدرنرژیک در طول یادگیری ترسها به شدت واکنش نشان دادند، ما متوجه شدیم زمانی که پاسخهای هيجاني نياز به سرکوب دارند، گروهي کوچکتر از سلولهای نورآدرنالین در زمانهای مختلف مشغول به کار هستند. بخصوص، تغيرات فعال‌كنندگی از پروجکشن‌های آمیگدالي که سعی دارند پاسخ ترس را حفظ کنند، به طرح‌های سلولهای قشر پره‌فرونتال که برای لغو پاسخ دادن به این پاسخهای هيجاني مهم هستند. این چیزی است که تغییر را از پاسخهای هيجاني انعکاسی به رفتار عادی و انعطاف پذیر امكان‌پذير می‌كند.
از آنجا که داروهایی که سیستم نورآدرنالین را هدف قرار می‌دهند در حال حاضر برای توسعه‌ی درمان اختلالات اضطرابی به كار می‌روند، این یافته‌ها می‌تواند بر کشف داروهای آینده تاثیر بگذارد.
جوهانسن می‌گوید:
با فهميدن دقیق جريانات پس‌زمينه‌ای که یادگیری وحشت و یادگیری ایمن را در بر می‌گیرد، به این نتیجه می‌رسیم که روش‌های درمانی مبتنی بر نورآدرنالین، از هدفمندساز‌ی خاص و تنظیم‌های متفاوتی در اين تمايل به ترس و ضدترس بودن سلولهای نورآدرنرژیک بهره‌مند خواهند شد.
در حال حاضر آزمایشگاه در حال بررسی اختلاف مولكولي بین این گروههای متفاوت سلولی است، به اين اميد كه بهبود درمان‌های داروهایی دراختلالات اضطرابی را بهبود ببخشند.
