Η νευροεπιστήμονας Kelly Lambert και η ομάδα της κατασκεύασαν το πρώτο αυτοκίνητο για τρωκτικά από ένα πλαστικό δοχείο δημητριακών. Μετά από δοκιμές και λάθη, διαπιστώσαν ότι οι αρουραίοι μπορούσαν να μάθουν να οδηγούν προς τα μπροστά, πιάνοντας ένα μικρό σύρμα που λειτουργούσε σαν πεντάλ γκαζιού. Σύντομα, οδηγούσαν με εκπληκτική ακρίβεια για να φτάσουν σε μια λιχουδιά Froot Loop.

Όπως αναμενόταν, οι αρουραίοι που φιλοξενούνταν σε εμπλουτισμένα περιβάλλοντα – με παιχνίδια, χώρο και συντρόφους – μάθαιναν να οδηγούν πιο γρήγορα από εκείνους που βρίσκονταν σε κανονικά κλουβιά. Το εύρημα αυτό υποστήριξε την ιδέα ότι τα πολύπλοκα περιβάλλοντα ενισχύουν τη νευροπλαστικότητα: την ικανότητα του εγκεφάλου να αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής του ως απάντηση στις περιβαλλοντικές απαιτήσεις.

Αφού δημοσιεύσαν την έρευνα, η ιστορία των αρουραίων που οδηγούσαν έγινε viral στα μέσα ενημέρωσης. Το έργο συνεχίζεται στο εργαστήριο με νέα, βελτιωμένα οχήματα που οδηγούνται από αρουραίους ή ROV, τα οποία σχεδιάστηκαν από τον καθηγητή ρομποτικής John McManus και τους φοιτητές του. Αυτά τα αναβαθμισμένα ηλεκτρικά ROV – που διαθέτουν αδιάβροχα καλώδια, άφθαρτα ελαστικά και εργονομικούς μοχλούς οδήγησης – είναι κάτι σαν μια τρωκτική εκδοχή του Cybertruck της Tesla.

Ως νευροεπιστήμονας που τάσσεται υπέρ της στέγασης και των δοκιμών εργαστηριακών ζώων σε φυσικά ενδιαιτήματα, η Kelly Lambert ενθουσιάστηκε, σύμφωνα με το Conversation. Οι αρουραίοι συνήθως προτιμούν το χώμα, τα ξύλα και τις πέτρες από τα πλαστικά αντικείμενα. Τώρα, τους έβαλαν να οδηγούν αυτοκίνητα.

Ούτε οι άνθρωποι, φυσικά, εξελίχθηκαν για να οδηγούν. Αν και οι αρχαίοι πρόγονοί μας δεν είχαν αυτοκίνητα, είχαν ευέλικτους εγκεφάλους που τους επέτρεπαν να αποκτούν νέες δεξιότητες – φωτιά, γλώσσα, πέτρινα εργαλεία και γεωργία. Και κάποια στιγμή μετά την εφεύρεση του τροχού, οι άνθρωποι κατασκεύασαν αυτοκίνητα.

Αν και τα αυτοκίνητα που κατασκευάστηκαν για αρουραίους απέχουν πολύ από οτιδήποτε θα συναντούσαν στη φύση, οι ερευνητές κατάλαβαν ότι η οδήγηση αποτελούσε έναν ενδιαφέροντα τρόπο να μελετήσουν πώς τα τρωκτικά αποκτούν νέες δεξιότητες.

Απροσδόκητα, διαπίστωσαν ότι οι αρουραίοι είχαν έντονο κίνητρο για την εκπαίδευσή τους στην οδήγηση, καθώς συχνά πηδούσαν στο αυτοκίνητο και ανέβαζαν τον «μοχλό κινητήρα» πριν το όχημά τους βγει στο δρόμο. Γιατί συνέβη αυτό;

Οι έννοιες από τα εισαγωγικά εγχειρίδια ψυχολογίας απέκτησαν μια νέα, πρακτική διάσταση στο εργαστήριο οδήγησης τρωκτικών τους. Βασισμένοι σε θεμελιώδεις προσεγγίσεις μάθησης, όπως η λειτουργική κλιμάκωση, η οποία ενισχύει τη στοχευμένη συμπεριφορά μέσω στρατηγικών κινήτρων, οι επιστήμονες εκπαίδευσαν τους αρουραίους βήμα προς βήμα στα εκπαιδευτικά προγράμματα οδήγησης (χρησιμοποιώντας Froot Loops ως ανταμοιβή).

Αρχικά, έμαθαν βασικές κινήσεις, όπως το να ανέβουν στο αυτοκίνητο και το πάτημα του μοχλού. Με την εξάσκηση, όμως, αυτές οι απλές ενέργειες εξελίχθηκαν σε πιο σύνθετες συμπεριφορές, όπως το να κατευθύνουν το αυτοκίνητο προς έναν συγκεκριμένο προορισμό.

Οι αρουραίοι τούς δίδαξαν επίσης κάτι βαθύτερο ένα πρωί κατά τη διάρκεια της πανδημίας του Covid-19. Ήταν το καλοκαίρι του 2020, μια περίοδος που χαρακτηρίζεται από συναισθηματική απομόνωση σχεδόν για όλους στον πλανήτη, ακόμα και για τους εργαστηριακούς αρουραίους. Όταν μπήκαν στο εργαστήριο, παρατήρησαν κάτι ασυνήθιστο: οι τρεις αρουραίοι που είχαν εκπαιδευτεί στην οδήγηση έτρεξαν πρόθυμα στο πλάι του κλουβιού, πηδώντας, όπως κάνει ο σκύλος όταν τον ρωτούν αν θέλει να πάει βόλτα.

Μήπως οι αρουραίοι το έκαναν πάντα αυτό και εκείνοι απλώς δεν το είχαν προσέξει; Ανυπομονούσαν απλώς για ένα Froot Loop ή περίμεναν την ίδια την οδήγηση; Όποια κι αν ήταν η περίπτωση, έδειχναν να αισθάνονται κάτι θετικό – ίσως ενθουσιασμό και προσμονή.

Οι συμπεριφορές που σχετίζονται με θετικές εμπειρίες συνδέονται με τη χαρά στους ανθρώπους, αλλά τι γίνεται με τους αρουραίους; Έβλεπαν κάτι παρόμοιο σε έναν αρουραίο; Ίσως ναι, λαμβάνοντας υπόψη ότι οι έρευνες των νευροεπιστημών υποδεικνύουν όλο και περισσότερο ότι η χαρά και τα θετικά συναισθήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην υγεία τόσο των ανθρώπινων όσο και των ζώων.

Με αυτό, η ομάδα τους μετατόπισε την εστίαση από θέματα, όπως ο τρόπος με τον οποίο το χρόνιο στρες επηρεάζει τους εγκεφάλους για τα θετικά γεγονότα – και η προσμονή για αυτά τα γεγονότα – διαμορφώνουν τις νευρικές λειτουργίες.

Σε συνεργασία με τη μεταδιδακτορική συνεργάτιδα Kitty Hartvigsen, υλοποίησαν το ερευνητικό τους πρόγραμμα Wait For It και ονόμασαν αυτή τη νέα σειρά μελετών Upers – Unpredictable Positive Experience Responses – όπου οι αρουραίοι εκπαιδεύτηκαν να περιμένουν ανταμοιβές.

Τα εντυπωσιακά αποτελέσματα

Τα προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι οι αρουραίοι που υποχρεώνονται να περιμένουν τις ανταμοιβές τους, παρουσιάζουν σημάδια μετατόπισης από ένα απαισιόδοξο γνωστικό στυλ σε ένα αισιόδοξο, σε μια δοκιμασία που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση της αισιοδοξίας των τρωκτικών.

Είχαν καλύτερες επιδόσεις σε γνωστικά καθήκοντα και ήταν πιο τολμηροί στις στρατηγικές επίλυσης προβλημάτων. Συνέδεσαν αυτό το πρόγραμμα με το ευρύτερο ενδιαφέρον του εργαστηρίου για τα φάρμακα συμπεριφοράς, έναν όρο που επινόησαν για να υποδηλώσουν ότι οι εμπειρίες μπορούν να μεταβάλουν τη χημεία του εγκεφάλου παρόμοια με τα φαρμακευτικά προϊόντα.

Δεν ήταν μόνο οι επιπτώσεις της προσμονής στη συμπεριφορά των αρουραίων που τράβηξαν την προσοχή τους. Μια μέρα, ένας φοιτητής παρατήρησε κάτι περίεργο: ένας από τους αρουραίους της ομάδας που εκπαιδεύτηκε να περιμένει θετικές εμπειρίες είχε την ουρά του ευθεία προς τα πάνω αλλά την στράβωνε στην άκρη, με τέτοιο τρόπο που έμοιαζε με τη λαβή μιας παλιομοδίτικης ομπρέλας.

Διαβασε ακομα

Επειδή κάποιοι πρέπει να το ακούσουν: Τα ζώα έχουν συναισθήματα

Δεν το είχαν δει ποτέ αυτό στις δεκαετίες που δούλευαν με αρουραίους. Επανεξετάζοντας το βιντεοσκοπημένο υλικό, διαπίστωσαν ότι οι αρουραίοι που εκπαιδεύτηκαν να αναμένουν θετικές εμπειρίες είχαν περισσότερες πιθανότητες να κρατούν την ουρά τους ψηλά σε σχέση με τους αρουραίους που δεν είχαν εκπαιδευτεί. Αλλά τι ακριβώς σήμαινε αυτό;

Από περιέργεια, δημοσίευσαν μια φωτογραφία της συμπεριφοράς αυτής στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. Συνάδελφοι νευροεπιστήμονες αναγνώρισαν ότι πρόκειται για μια πιο ήπια μορφή αυτού που ονομάζεται ουρά Straub, που συνήθως παρατηρείται σε αρουραίους στους οποίους χορηγείται το οπιοειδές μορφίνη. Αυτή η κύρτωση σε σχήμα S συνδέεται επίσης με την ντοπαμίνη.

Όταν η ντοπαμίνη μπλοκάρεται, η συμπεριφορά της ουράς Straub υποχωρεί.

Οι φυσικές μορφές των οπιούχων και της ντοπαμίνης – βασικών παραγόντων στις εγκεφαλικές οδούς που μειώνουν τον πόνο και ενισχύουν την ανταμοιβή – φαίνεται να είναι τα συστατικά που μαρτυρούν τις ανεβασμένες ουρές στο πρόγραμμα εκπαίδευσης πρόβλεψης.

Η παρατήρηση της στάσης της ουράς στους αρουραίους προσθέτει ένα νέο επίπεδο στην κατανόηση της συναισθηματικής έκφρασης των αρουραίων, υπενθυμίζοντάς τους ότι τα συναισθήματα εκφράζονται σε ολόκληρο το σώμα.

Ενώ δεν μπορούν να ρωτήσουν άμεσα τους αρουραίους αν τους αρέσει να οδηγούν, επινόησαν μια συμπεριφορική δοκιμή για να αξιολογήσουν τα κίνητρά τους για οδήγηση. Αυτή τη φορά, αντί να δώσουν στους αρουραίους μόνο την επιλογή να οδηγήσουν μέχρι το δέντρο Froot Loop, μπορούσαν επίσης να κάνουν μια μικρότερη διαδρομή με τα πόδια ή με την πατούσα, σε αυτή την περίπτωση.

Παραδόξως, δύο από τους τρεις αρουραίους επέλεξαν να ακολουθήσουν τη λιγότερο αποτελεσματική οδό, δηλαδή να απομακρυνθούν από την ανταμοιβή και να τρέξουν στο αυτοκίνητο για να οδηγήσουν στον προορισμό τους. Αυτή η αντίδραση υποδηλώνει ότι οι αρουραίοι απολαμβάνουν τόσο το ταξίδι, όσο και την ανταμοιβή να φτάνουν στον προορισμό τους.

Δεν είναι η μόνη ομάδα που ερευνά τα θετικά συναισθήματα στα ζώα. Ο νευροεπιστήμονας Jaak Panksepp έκανε διάσημο το γαργάλημα αρουραίων, αποδεικνύοντας την ικανότητά τους για χαρά. Η έρευνα έχει επίσης δείξει ότι τα ευχάριστα περιβάλλοντα αρουραίων με χαμηλό στρες επανασυντονίζουν τα κυκλώματα ανταμοιβής του εγκεφάλου τους, όπως ο επικλινής πυρήνας.

Διαβασε ακομα

Κάθε χρόνο 192 εκατ. ποντίκια σκοτώνονται στο εργαστήριο. Υπάρχει άλλος τρόπος;

Όταν τα ζώα φιλοξενούνται στο αγαπημένο τους περιβάλλον, ο επικλινής πυρήνας που ανταποκρίνεται σε ορεκτικές εμπειρίες (συμπεριφορά που υποκινείται από θετική ενίσχυση) επεκτείνεται. Εναλλακτικά, όταν οι αρουραίοι φιλοξενούνται σε στρεσογόνα περιβάλλοντα, οι ζώνες του πυρήνα που δημιουργούν φόβο επεκτείνονται. Είναι σαν ο εγκέφαλος να είναι ένα πιάνο που το περιβάλλον μπορεί να κουρδίσει.

Ο νευροεπιστήμονας Curt Richter υποστήριξε επίσης ότι οι αρουραίοι έχουν ελπίδα. Σε μια μελέτη που δεν θα επιτρεπόταν σήμερα, οι αρουραίοι κολυμπούσαν σε γυάλινους κυλίνδρους γεμάτους με νερό και τελικά πνίγονταν από εξάντληση αν δεν τους έσωζαν. Οι εργαστηριακοί αρουραίοι που χειρίζονταν συχνά οι άνθρωποι κολυμπούσαν για ώρες ή και ημέρες. Οι άγριοι αρουραίοι τα παράτησαν μετά από λίγα λεπτά. Εάν οι άγριοι αρουραίοι διασώζονταν για λίγο, ωστόσο, ο χρόνος επιβίωσής τους παρατεινόταν δραματικά, μερικές φορές κατά ημέρες. Φαίνεται ότι η διάσωση έδινε ελπίδα στους αρουραίους και τους παρότρυνε να συνεχίσουν.