Op de Olympische Winterspelen moeten skiërs, bobsleeërs, schaatsers en vele andere atleten allemaal één cruciaal moment onder de knie krijgen: wanneer ze moeten beginnen. Die fractie van een seconde is van cruciaal belang tijdens de competitie, want als iedereen sterk en bekwaam is, a moment van aarzeling kan goud van zilver scheiden. Een concurrent die te veel aarzelt, zal dat wel doen achtergelaten worden– maar als ze te vroeg handelen, worden ze gediskwalificeerd.
Hoewel de omstandigheden minder intens zijn, is deze paradox van aarzeling van toepassing op het dagelijks leven. Wachten op het juiste moment om de straat over te steken, of even pauzeren voordat u besluit een oproep te beantwoorden van een nummer dat u niet kent, zijn dagelijkse voorbeelden van aarzeling. Belangrijk is dat sommige psychiatrische aandoeningen, zoals obsessief-compulsieve stoornis worden gekenmerkt door impulsiviteitof een gebrek aan aarzeling, terwijl overmatige aarzeling een verlammend gevolg is van meerdere angststoornissen.
Als neurowetenschapperIk heb gewerkt om te ontdekken hoe de hersenen beslissen wanneer ze moeten handelen en wanneer ze moeten wachten. Recent onderzoek van mijn team en ik helpt verklaren waarom deze pauze van een fractie van een seconde plaatsvindtdat niet alleen inzicht biedt in de prestaties van topsporters, maar ook in de manier waarop mensen alledaagse beslissingen nemen als de mogelijke uitkomst niet duidelijk is.
We ontdekten dat de sleutel tot aarzeling een reactie op onzekerheid is. Dit kan zijn waar een gevallen hockeypuck terechtkomt, wanneer een race begint, of wanneer u uw bestelling bij een nieuw restaurant plaatst.
Aarzeling en de hersenen
Om te begrijpen hoe de hersenen aarzeling beheersen, hebben mijn collega’s en ik een eenvoudig ontwerp ontworpen besluitvormingstaak bij muizen.
Voor deze taak moesten de hersenen van de muis signalen interpreteren die voorspelbaar goed, voorspelbaar slecht of – het allerbelangrijkste – onzeker waren, wat ergens daartussenin betekende. Verschillende auditieve tonen gaven aan of een druppel suikerwater spoedig zou worden afgeleverd, niet zou worden afgeleverd of een 50/50 kans had om te worden afgeleverd.
Hoe de muizen zich gedroegen, zou de uitkomst niet beïnvloeden. Toch zouden muizen in het onzekere scenario nog steeds langer wachten met likken om te zien of er een beloning was gegeven. Net als bij mensen leidden onvoorspelbare situaties tot vertragingen in de reactie. Deze aarzeling was niet het resultaat van het aarzelen tussen opties in besluiteloosheid, maar van een actief en gereguleerd hersenproces om te pauzeren alvorens te handelen vanwege de onzekerheid in de omgeving.
Toen we neurale activiteit onderzochten die verband hield met het begin van likken, vonden we identificeerde een specifieke groep neuronen die pas actief werd als de uitkomsten onduidelijk waren. Deze neuronen controleerden effectief of de hersenen een actie moesten ondernemen of moesten pauzeren om meer informatie te verzamelen. De mate waarin deze neuronen actief waren, kon voorspellen of muizen zouden aarzelen voordat ze een beslissing namen.
Om te bevestigen dat deze neuronen een rol speelden bij het beheersen van aarzeling, gebruikten we a techniek genaamd optogenetica om deze hersencellen kortstondig aan of uit te zetten. Toen we de neuronen activeerden, aarzelden muizen nog meer. Toen we ze het zwijgen oplegden, verdween die aarzeling en reageerden ze honderden milliseconden sneller, in lijn met hun reacties op voorspelbare situaties.
Onderzoekers kunnen optogenetica gebruiken om hersencellen aan of uit te zetten.
Het dagelijks leven, ziekte en downhill racen
Onze bevindingen suggereren dat aarzeling, in plaats van een zwakte die moet worden overwonnen, een fundamenteel hersenkenmerk lijkt te zijn dat mensen en dieren helpt hun weg te vinden in een onzekere wereld en kostbare fouten te vermijden.
Onze studie biedt ook inzicht in de balans tussen actie en inactiviteit bij gezondheid en ziekte. De aarzelingsneuronen bevinden zich in de basale gangliahetzelfde deel van de hersenen dat wordt aangetast bij de ziekte van Parkinson, OCS en verslaving. Hoewel onderzoekers nog steeds moeten bepalen hoeveel overlap of interactie er is tussen de cellen die betrokken zijn bij aarzeling en cellen die getroffen zijn door psychiatrische stoornissen, wijst hun overlap in circuits op mogelijke doelwitten voor behandeling.
Onze volgende stap is om te begrijpen hoe cellen die aarzeling beheersen, interageren met medicijnen die ADHD en OCD behandelen, aandoeningen waar patiënten dat wel kunnen impulsief reageren tijdens vluchtige of onzekere situaties.
We willen ook identificeren welke hersengebieden deze cellen voorzien van informatie over onzekerheid – het omgevingssignaal dat zo cruciaal is voor aarzeling. Terwijl onderzoekers hebben ontdekt dat verschillende delen van een gebied van de hersenen dat de prefrontale cortex codeert voor onzekerheidis het onduidelijk hoe de hersenen deze informatie daadwerkelijk gebruiken, waar het rubber de weg raakt.
Aarzeling is geen fout; het is een cruciaal kenmerk bij het navigeren door een onvoorspelbare wereld. Of je nu een kunstschaatser bent die wacht op het perfecte moment om te springen of gewoon je dag doorbrengt, het circuit achter aarzeling speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de timing om de juiste actie te ondernemen.
Eric Yttri is universitair hoofddocent biologische wetenschappen bij Carnegie Mellon-universiteit.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Lees de origineel artikel.
