Noradrenalina, acetylocholina i dynamiczne uczenie się u zdrowych ludzi

Tło: Poprzednie badania wykazały, że uczący się ludzie są w stanie równolegle zakodować prawdopodobieństwo pozytywnych i negatywnych wyników oraz dostosować swoje zachowanie związane z uczeniem się do treści informacji o pozytywnych i negatywnych wynikach (Pulcu i Browning 2017). W zadaniach uczenia się przez wzmacnianie zmienność (znana również jako nieoczekiwana niepewność pojawiająca się, gdy środowisko nagle się zmienia) wyników bezpośrednio wpływa na to, jak postrzegane są wyniki informacyjne (Behrens, Woolrich i in. 2007). Wcześniejsze badania konsekwentnie wykazywały, że uczestnicy będący ludźmi wykorzystują wyższy wskaźnik uczenia się podczas uczenia się na podstawie wyników o dużej zmienności (Behrens, Woolrich i in. 2007, Browning, Behrens i in. 2015, Pulcu i Browning 2017). Innym źródłem niepewności jest oczekiwana niepewność, która wynika z naturalnie zmieniających się wyników (np. codzienne zmiany temperatury). Uważa się, że różne źródła niepewności w środowisku są związane z aktywnością różnych systemów neuroprzekaźników w ludzkim mózgu (Yu i Dayan, 2005) (Angela i Dayan 2005). Na przykład uważa się, że zmienność wyniku (nieoczekiwana niepewność) jest związana z aktywnością ośrodkowego układu norepinefryny (NE), podczas gdy zmienność wyniku (oczekiwana niepewność) została powiązana z układem cholinergicznym (ACY).

Badania z wykorzystaniem pupilometrii (nieinwazyjnego sposobu wnioskowania o centralnej aktywności noradrenaliny w ludzkim mózgu) wykazały, że rozmiar źrenicy jest związany ze zmiennością wyników podczas zadań uczenia się ze wzmocnieniem (Browning, Behrens i in. 2015, Pulcu i Browning 2017). Jednak na wielkość źrenicy może również wpływać aktywność innych neuroprzekaźników, w tym acetylocholiny, co ogranicza stopień, w jakim wyniki te można przypisać układowi NE. Co więcej, poprzednie badania na ludziach miały charakter asocjacyjny, a zatem przyczynowa rola systemów NE i ACY w ludzkim uczeniu się w warunkach niepewności nie została jeszcze przetestowana. Obecne badanie zajmie się tą luką w wiedzy, badając, w jaki sposób podawanie pojedynczej dawki inhibitora wychwytu zwrotnego noradrenaliny, reboksetyny lub inhibitora cholinoesterazy, rywastygminy, wpływa na zachowanie wyboru i korelaty źrenic uczenia się przez wzmacnianie u ludzi.

Struktura badania: Wszyscy uczestnicy zostaną zrekrutowani za pośrednictwem procesu rekrutacji opisanego poniżej. Zastosowana procedura randomizacji będzie traktować uczestników tak, jakby toczyły się 2 równoległe badania: badanie reboksetyny w porównaniu z placebo oraz badanie rywastygminy w porównaniu z placebo. Badacze przydzielą uczestników do grupy otrzymującej reboksetynę lub rywastygminę (NB badacze nie będą ślepi na ten przydział, chociaż uczestnicy będą). W obu badaniach uczestnicy zostaną losowo przydzieleni w stosunku 1:1, z podziałem na płeć, do grupy otrzymującej aktywny lek lub placebo (NB zarówno badacze, jak i uczestnicy pozostaną ślepi na ten przydział). Spowoduje to, że całkowita wielkość grupy dla grup otrzymujących reboksetynę:rywastygminę:placebo będzie wynosić 30:30:60 (uczestnicy losowo przydzieleni do grupy otrzymującej placebo są szczególnie powiązani z grupą otrzymującą reboksetynę lub rywastygminę). Uzasadnieniem takiego podejścia jest to, że chociaż procedury badawcze są identyczne dla wszystkich uczestników, badacze zajmują się w tym badaniu 2 oddzielnymi pytaniami (efekt manipulacji NE i wpływ manipulacji ACY na uczenie się), które są bardziej bezpośrednio oceniane za pomocą dwóch, oddzielne, kontrolowane placebo porównania, a nie większe badanie z trzema grupami.