Noradrenalin, acetylcholin a dynamické učení u zdravých lidí

Pozadí: Předchozí výzkum ukázal, že lidé, kteří se učí, jsou schopni paralelně kódovat pravděpodobnosti pozitivních a negativních výsledků a přizpůsobit své chování při učení informačnímu obsahu pozitivních a negativních výsledků (Pulcu a Browning 2017). V posilovacích učebních úkolech volatilita (také známá jako neočekávaná nejistota vznikající při náhlé změně prostředí) výsledků přímo ovlivňuje, jak informativní jsou výsledky vnímány (Behrens, Woolrich et al. 2007). Předchozí studie konzistentně prokázaly, že lidští účastníci využívají vyšší míru učení, zatímco se učí z výsledků s vysokou volatilitou (Behrens, Woolrich et al. 2007, Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu a Browning 2017). Dalším zdrojem nejistoty je očekávaná nejistota, která vyplývá z přirozeně se měnících výsledků (např. každodenní změny teploty). Uvádí se, že různé zdroje nejistoty v prostředí souvisejí s aktivitou různých neurotransmiterových systémů v lidském mozku (Yu a Dayan, 2005) (Angela a Dayan 2005). Například se předpokládá, že volatilita výsledku (neočekávaná nejistota) je spojena s aktivitou centrálního systému norepinefrinu (NE), zatímco variace výsledku (očekávaná nejistota) je spojena s cholinergním (ACY) systémem.

Studie využívající pupilometrii (neinvazivní způsob odvozování centrální aktivity norepinefrinu v lidském mozku) ukázaly, že velikost zornice je spojena s kolísavostí výsledků během posilovacích učebních úkolů (Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu a Browning 2017). Velikost zornice však může být také ovlivněna aktivitou jiných neurotransmiterů včetně acetylcholinu, což omezuje míru, do jaké lze tyto výsledky připsat NE systému. Dále, předchozí studie na lidech byly asociační povahy, a tak kauzální role systémů NE a ACY v lidském učení za nejistoty musí být ještě testována. Současná studie se zaměří na tuto mezeru ve znalostech zkoumáním toho, jak podávání jedné dávky inhibitoru zpětného vychytávání norepinefrinu reboxetinu nebo inhibitoru cholinesterázy rivastigminu ovlivňuje chování při výběru a koreláty zornic při posilování lidského učení.

Struktura studie: Všichni účastníci budou rekrutováni prostřednictvím náborového kanálu popsaného níže. Použitý randomizační postup bude s účastníky zacházet tak, jako by probíhaly 2 paralelní studie: studie reboxetinu vs. placebo a studie rivastigminu vs. placebo. Výzkumníci přiřadí účastníky buď do ramene s reboxetinem nebo rivastigminem (výzkumní pracovníci NB nebudou vůči tomuto rozdělení slepí, ačkoli účastníci ano). Obě studie budou randomizovat účastníky v poměru 1:1, stratifikované podle pohlaví, buď na aktivní drogu, nebo na placebo (pozn. výzkumníci i účastníci zůstanou vůči tomuto rozdělení slepí). To povede k celkové velikosti skupiny pro skupiny reboxetin:rivastigmin:placebo 30:30:60 (s účastníky randomizovanými na placebo, kteří jsou specificky spojeni se skupinou s reboxetinem nebo rivastigminem). Důvodem pro tento přístup je to, že zatímco postupy studie jsou pro všechny účastníky totožné, výzkumníci se v této studii zabývají 2 samostatnými otázkami (účinek manipulace NE a účinek manipulace ACY na učení), které jsou přímočařeji hodnoceny pomocí dvou, samostatná, placebem kontrolovaná srovnání spíše než větší třískupinová studie.