Noradrenalin, acetylkolin og dynamisk læring hos friske mennesker

Bakgrunn: Tidligere forskning har vist at menneskelige elever er i stand til å kode sannsynlighetene for positive og negative utfall parallelt, og justere sin læringsatferd til informasjonsinnholdet i positive og negative utfall (Pulcu og Browning 2017). I forsterkende læringsoppgaver påvirker volatiliteten (også kjent som uventet usikkerhet som oppstår når omgivelsene endres plutselig) av utfall direkte hvor informative utfallene oppfattes å være (Behrens, Woolrich et al. 2007). Tidligere studier har konsekvent vist at menneskelige deltakere bruker en høyere læringsrate mens de lærer av utfall med høy volatilitet (Behrens, Woolrich et al. 2007, Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu og Browning 2017). En annen kilde til usikkerhet er forventet usikkerhet, som oppstår fra naturlig varierende utfall (f. temperaturendringer fra dag til dag). Ulike kilder til usikkerhet i miljøet hevdes å være assosiert med aktiviteten til forskjellige nevrotransmittersystemer i den menneskelige hjernen (Yu og Dayan, 2005) (Angela og Dayan 2005). For eksempel antas utfallsvolatilitet (uventet usikkerhet) å være assosiert med aktiviteten til det sentrale noradrenalin (NE) systemet, mens utfallsvariasjon (forventet usikkerhet) har vært knyttet til det kolinerge (ACY) systemet.

Studier som bruker pupillometri (en ikke-invasiv måte å utlede sentral noradrenalinaktivitet i den menneskelige hjernen) viste at pupillstørrelse er assosiert med volatiliteten i utfall under forsterkende læringsoppgaver (Browning, Behrens et al. 2015, Pulcu og Browning 2017). Imidlertid kan pupillstørrelse også påvirkes av aktiviteten til andre nevrotransmittere inkludert acetylkolin, noe som begrenser graden som disse resultatene kan tilskrives NE-systemet. Videre har tidligere menneskelige studier vært assosiasjonsmessige, og dermed er årsaksrollen til NE- og ACY-systemene i menneskelig læring under usikkerhet ennå ikke testet. Den nåværende studien vil adressere dette kunnskapsgapet ved å undersøke hvordan administrering av en enkelt dose av noradrenalin-reopptakshemmeren reboxetin eller kolinesterasehemmeren rivastigmin påvirker valgatferd og pupillkorrelater av menneskelig forsterkningslæring.

Studiestruktur: Alle deltakere vil bli rekruttert via rekrutteringspipeline beskrevet nedenfor. Randomiseringsprosedyren som brukes vil behandle deltakerne som om to parallelle studier pågikk: en reboksetin vs. placebo og en rivastigmin vs. placebo-studie. Forskere vil tildele deltakere til enten reboksetin- eller rivastigmin-armen (NB: forskere vil ikke være blinde for denne tildelingen selv om deltakerne vil være det). Begge studiene vil randomisere deltakerne i et 1:1-forhold, stratifisert etter kjønn, til enten det aktive stoffet eller placebo (NB både forskere og deltakere vil forbli blinde for denne tildelingen). Dette vil resultere i en samlet gruppestørrelse for reboksetin:rivastigmin:placebogruppene på 30:30:60 (med deltakere randomisert til placebo som er spesifikt assosiert med reboksetin- eller rivastigmingruppen). Begrunnelsen for denne tilnærmingen er at selv om studieprosedyrene er identiske for alle deltakerne, tar etterforskerne opp 2 separate spørsmål i denne studien (effekten av NE-manipulasjon og effekten av ACY-manipulasjon på læring) som er mer enkelt vurdert ved å bruke to, separate, placebokontrollerte sammenligninger i stedet for en større studie med tre grupper.