Kami membuat mobil hewan pengerat pertama kami dari wadah sereal plastik. Setelah mencoba-coba, saya dan rekan-rekan menemukan bahwa tikus dapat belajar bergerak maju dengan memegang kawat kecil yang berfungsi sebagai akselerator. Tak lama kemudian, mereka berkendara dengan ketelitian yang mengejutkan untuk mencapai suguhan Froot Loop.
Seperti yang diharapkan, tikus yang ditempatkan di lingkungan yang diperkaya (dengan mainan, ruang, dan teman) belajar mengemudi lebih cepat dibandingkan tikus yang berada di kandang standar. Temuan ini mendukung gagasan bahwa Lingkungan yang kompleks meningkatkan neuroplastisitas.: kemampuan otak untuk berubah sepanjang hidup sebagai respons terhadap tuntutan lingkungan.
Setelah mempublikasikan penelitian kami, kisah mengemudi tikus menjadi viral di media. Proyek ini berlanjut di laboratorium saya dengan kendaraan yang dioperasikan tikus, atau ROV, yang baru dan lebih baik, yang dirancang oleh seorang profesor robotika. John McManus dan murid-muridnya. ROV listrik yang ditingkatkan ini, dengan kabel anti tikus, ban yang tidak dapat dihancurkan, dan tuas kemudi ergonomis, mirip dengan Cybertruck Tesla versi hewan pengerat.
Sebagai seorang ahli saraf siapa yang mengadvokasi akomodasi dan pengujian hewan laboratorium Di habitat alami, saya merasa senang melihat seberapa jauh kami menyimpang dari praktik lab saya dengan proyek ini. Tikus sering kali lebih menyukai tanah, tongkat, dan batu dibandingkan benda plastik. Sekarang kami menyuruh mereka mengendarai mobil.
Terkait: Para ilmuwan membiakkan tikus yang paling mirip manusia sejauh ini
Namun manusia juga tidak berevolusi untuk mengemudi. Meskipun nenek moyang kita tidak mempunyai mobil, Mereka memiliki otak yang fleksibel yang memungkinkan mereka memperoleh keterampilan baru: api, bahasa, peralatan batu, dan pertanian. Dan beberapa waktu setelah roda ditemukan, manusia membuat mobil.
Meskipun mobil yang dibuat untuk tikus jauh dari apa pun yang dapat ditemukan di alam, kami percaya bahwa mengemudi merupakan cara yang menarik untuk mempelajari bagaimana hewan pengerat memperoleh keterampilan baru. Tanpa diduga, kami menemukan bahwa tikus-tikus tersebut memiliki motivasi yang kuat dalam pelatihan mengemudinya, sering kali melompat ke dalam mobil dan memutar “motor tongkat” sebelum kendaraannya berangkat. Mengapa demikian?
Beberapa tikus yang sedang berlatih mengemudi menekan tuas sebelum menempatkan mobilnya di lintasan, seolah-olah mereka sedang menantikan perjalanan selanjutnya.
Tujuan kebahagiaan yang baru
Konsep dari buku pengantar psikologi mengambil dimensi praktis baru di laboratorium mengemudi hewan pengerat kami. Memanfaatkan pendekatan pembelajaran mendasar seperti pengkondisian operanyang memperkuat perilaku tertentu melalui insentif strategis, kami melatih tikus selangkah demi selangkah dalam program pendidikan pengemudi mereka.
Awalnya, mereka mempelajari gerakan-gerakan dasar, seperti masuk ke dalam mobil dan menekan tuas. Namun seiring latihan, tindakan sederhana ini berkembang menjadi perilaku yang lebih kompleks, seperti mengemudikan mobil ke tujuan tertentu.
Tikus-tikus itu juga mengajariku sesuatu yang mendalam pada suatu pagi pandemi.
Saat itu musim panas tahun 2020, periode yang ditandai dengan isolasi emosional bagi hampir semua orang di planet ini, bahkan tikus percobaan. Ketika saya memasuki laboratorium, saya melihat sesuatu yang tidak biasa: Ketiga tikus yang dilatih pengemudi dengan penuh semangat berlari ke satu sisi kandang, melompat seperti yang dilakukan anjing saya ketika ditanya apakah dia ingin berjalan-jalan.
Apakah tikus selalu melakukan hal ini dan saya tidak menyadarinya? Apakah mereka hanya menginginkan Froot Loop atau mengantisipasi dorongan itu sendiri? Apapun masalahnya, mereka sepertinya merasakan sesuatu yang positif: mungkin kegembiraan dan antisipasi.
Perilaku yang terkait dengan pengalaman positif dikaitkan dengan kebahagiaan pada manusiatapi bagaimana dengan tikusnya? Apakah saya melihat sesuatu yang menyerupai kegembiraan pada seekor tikus? Mungkin iya, mengingat hal itu penelitian ilmu saraf semakin menyarankan hal itu kegembiraan dan emosi positif Mereka memainkan peran mendasar dalam kesehatan hewan manusia dan non-manusia.
Dengan demikian, saya dan tim mengalihkan fokus dari topik seperti bagaimana stres kronis memengaruhi otak ke bagaimana peristiwa positif (dan antisipasi terhadap peristiwa ini) membentuk fungsi saraf.
Bekerja dengan rekan-rekan pascadoktoral Kitty HartvigsenSaya merancang protokol baru yang menggunakan masa tunggu untuk meningkatkan antisipasi sebelum peristiwa positif. membawa pengkondisian Pavlov Dalam campuran tersebut, tikus harus menunggu 15 menit setelah balok Lego ditempatkan di kandangnya sebelum menerima Froot Loop. Mereka pun harus menunggu beberapa menit di kandang angkutnya sebelum memasuki Taman Tikus, area bermain mereka. Kami juga menambahkan tantangan, seperti menyuruh mereka mengupas biji bunga matahari sebelum memakannya.
Ini menjadi milik kita tunggu itu program penelitian. Kami menyebut studi baru ini sebagai UPER (respon tak terduga terhadap pengalaman positif), yang mana tikus dilatih untuk mengharapkan imbalan. Sebaliknya, tikus kontrol menerima imbalannya dengan segera. Setelah sekitar satu bulan pelatihan, kami menguji tikus-tikus tersebut dengan berbagai tes untuk menentukan bagaimana menunggu pengalaman positif memengaruhi pembelajaran dan perilaku mereka. Kami saat ini sedang memeriksa otak mereka untuk memetakan jejak saraf dari pengalaman positif yang berkepanjangan.
Hasil awal menunjukkan bahwa tikus yang harus menunggu hadiahnya menunjukkan tanda-tanda peralihan dari gaya kognitif pesimis ke gaya kognitif optimis dalam tes yang dirancang untuk mengukur optimisme hewan pengerat. Mereka berkinerja lebih baik dalam tugas-tugas kognitif dan lebih berani dalam strategi pemecahan masalah. Kami menghubungkan program ini dengan kepentingan laboratorium kami yang lebih luas perilakusebuah istilah yang saya ciptakan untuk menunjukkan bahwa pengalaman dapat mengubah kimia otak dengan cara yang mirip dengan obat-obatan.
Penelitian ini memberikan dukungan lebih lanjut tentang bagaimana antisipasi dapat memperkuat perilaku. Penelitian sebelumnya dengan tikus laboratorium menunjukkan bahwa tikus yang menekan batang untuk mengonsumsi kokain (stimulan yang meningkatkan aktivasi dopamin) sudah mengalami lonjakan dopamin karena mereka mengantisipasi dosis kokain.
Kisah ekor tikus.
Bukan hanya efek antisipasi terhadap perilaku tikus saja yang menarik perhatian kami. Suatu hari, seorang siswa memperhatikan sesuatu yang aneh: salah satu tikus dalam kelompok yang dilatih untuk mengharapkan pengalaman positif memiliki ekor tegak dengan ujung melengkung, mirip dengan gagang payung kuno.
Saya belum pernah melihat hal ini selama puluhan tahun bekerja dengan tikus. Saat meninjau video tersebut, kami menemukan bahwa tikus yang dilatih untuk mengantisipasi pengalaman positif lebih cenderung menahan diri dibandingkan tikus yang tidak terlatih. Tapi apa sebenarnya maksudnya?
Karena penasaran, saya memposting foto perilaku tersebut di media sosial. Rekan-rekan ilmuwan sarafnya mengidentifikasi ini sebagai bentuk yang lebih ringan dari apa yang disebut ekor straubyang biasanya diamati pada tikus yang menerima morfin opioid. Ikal berbentuk S ini juga terkait dengan dopamin. Ketika dopamin diblokir, perilaku ekor Straub menurun.
Bentuk alami opioid dan dopamin (pemain kunci dalam jalur otak yang mengurangi rasa sakit dan meningkatkan imbalan) tampaknya menjadi bahan yang menunjukkan peningkatan dalam program pelatihan antisipasi kami. Mengamati postur ekor tikus menambah lapisan baru pada pemahaman kita tentang ekspresi emosi tikus, mengingatkan kita bahwa emosi diekspresikan di seluruh tubuh.
Meskipun kami tidak dapat menanyakan langsung pada tikus apakah mereka suka mengemudi, kami merancang tes perilaku untuk menilai motivasi mereka mengemudi. Kali ini, alih-alih hanya memberi tikus pilihan untuk berkendara ke pohon Froot Loop, mereka juga bisa melakukan perjalanan lebih singkat dengan berjalan kaki—atau mencakar, dalam kasus ini.
Anehnya, dua dari tiga tikus tersebut memilih untuk mengambil jalur yang paling tidak efisien: menjauh dari hadiah dan berlari ke mobil untuk berkendara ke tujuan mereka di Froot Loop. Respons ini menunjukkan bahwa tikus menikmati perjalanan dan tujuan yang bermanfaat.
Pelajaran bagi tikus tentang bagaimana menikmati perjalanan.
Kami bukan satu-satunya tim yang menyelidiki emosi positif pada hewan.
ahli saraf Jaak Panksepp terkenal tikus yang menggelitikmenunjukkan miliknya kapasitas untuk bersukacita.
Penelitian juga menunjukkan bahwa lingkungan yang diinginkan untuk tikus dengan stres rendah sesuaikan kembali sirkuit penghargaan otak Andaseperti nukleus accumbens. Ketika hewan ditempatkan di lingkungan favoritnya, area nukleus accumbens yang merespons pengalaman nafsu makan akan meluas. Alternatifnya, ketika tikus ditempatkan di lingkungan yang penuh tekanan, area yang menimbulkan rasa takut pada tikus-tikus tersebut akan meluas. Seolah-olah otak adalah piano yang dapat disetel oleh lingkungan.
Ahli saraf Curt Richter juga membelanya tikus mempunyai harapan. Dalam sebuah penelitian yang tidak diizinkan saat ini, tikus berenang dalam silinder kaca berisi air dan akhirnya tenggelam karena kelelahan jika tidak diselamatkan. Tikus laboratorium yang sering dipegang manusia berenang berjam-jam atau berhari-hari. Tikus liar itu menyerah setelah beberapa menit. Namun, jika tikus liar diselamatkan dalam waktu singkat, masa hidup mereka akan diperpanjang secara dramatis, terkadang hingga berhari-hari. Tampaknya penyelamatan itu memberi harapan pada tikus dan mendorong mereka untuk terus maju.
Proyek Driving Rats telah membuka pintu baru dan tak terduga di laboratorium penelitian ilmu saraf perilaku saya. Meskipun penting untuk mempelajari emosi negatif seperti ketakutan dan stres, pengalaman positif juga membentuk otak secara signifikan.
Sebagai hewan, baik manusia maupun bukan, menavigasi kehidupan yang tidak dapat diprediksi, mengantisipasi pengalaman positif membantu mendorong ketekunan untuk terus mencari imbalan dalam hidup. Di dunia yang penuh dengan kepuasan, tikus-tikus ini menawarkan wawasan tentang prinsip-prinsip saraf yang memandu perilaku sehari-hari. Daripada menekan tombol untuk mendapatkan imbalan instan, mereka mengingatkan kita bahwa merencanakan, mengantisipasi, dan menikmati perjalanan dapat menjadi kunci kesehatan otak. Itu pelajaran, tikus laboratoriumku. kamu telah mengajariku dengan baik.
