人类如何学习基因可能持有钥匙

迈克尔•弗兰克的心理学助理教授和实验室主任神经计算和认知亚利桑那大学,领导一个团队的研究结果发表在10月1日出版的早期版本,一个网站主办的美国国家科学院院刊》上。

弗兰克和他的同事们发现学习的链接行为三个独立的基因与多巴胺有关。多巴胺是一种神经递质,大脑中的一种化学物质,通常是与快乐,学习和其他行为。一些神经系统疾病,如帕金森病,也与正常水平的多巴胺。

弗兰克的研究指出,基本遗传差异“积极”和“消极”的学习者。

“这三个基因影响大脑多巴胺功能,但在不同的方式,在大脑的不同部位,”弗兰克说。“基因预测人们的学习能力从积极和消极结果的决策。”

的两个基因——DARPP-32和DRD2——预测学习一般,长期奖励和惩罚的可能性,就像你的个人偏好原因,例如,您可能会选择牛排在鲑鱼。

“做出这些选择的时候,你没有明确回忆每一个积极的和消极的结果你所有的以前的这样的选择。相反,你经常和你的直觉,这可能涉及更多的隐式表示的概率奖励结果根据以往的经验,”弗兰克说。

DARPP-32和DRD2基因控制大脑的多巴胺功能在一个区域称为纹状体,认为有必要对这种隐式奖励学习。第三,COMT的基因,没有预测长期奖励或惩罚学习,而是预测一个人的倾向改变选择策略后单个实例的负面反馈。弗兰克说,这个基因影响多巴胺的功能在大脑的前额叶皮层,与有意识的处理和工作记忆相关的区域。这将是类似于从牛排转向鲑鱼在记住你上次的经验过度牛排。

整个研究项目旨在测试一个计算机模型模拟了强化学习中的关键角色的多巴胺在大脑的不同部位,是出于身体的生物研究。

“我们看着这三个个体基因的原因首先,大量可能的基因,是我们有一个计算机模型,研究多巴胺是如何调和这些类型的强化过程的纹状体和前额叶皮层,”弗兰克说。“模型使特定的预测影响多巴胺功能的不同方面的细微变化可以影响行为,和在这个问题的一个方法是测试单个基因”。

证据中纳入模型和激励遗传研究是研究表明多巴胺生产遵循的意想不到的奖励。相反,多巴胺生产下降当回报预期,但没有收到。

为了测试他们的假设,研究人员收集了69名健康的人的DNA被要求执行一个电脑化的学习项目。两艘日本的志愿者被要求选择一个字符出现在屏幕上,“奖励”“正确”的反应,和“惩罚”,一个“不正确”的。

弗兰克表示,还需要更多的研究来证实遗传效应是伴随着大脑相关行为的变化。但是,他说,这项研究提供了见解学习差异的遗传基础和见解提高人类认知和学习,正常和异常。

“了解多巴胺的变化如何影响学习和决策过程可能会对患者群体有很大的启示,如(那些)帕金森病,注意缺陷多动障碍和精神分裂症,”弗兰克说。“基因也可能帮助我们识别那些可能获得不同类型的在教室里学习环境。”