Prøv avisen

Hjerneforskere: Forventningens glæde er afgørende for vores adfærd

Tre forskere modtog i torsdags Lundbeckfondens The Brain Prize for deres hjerneforskning om læring og belønning. Fra venstre mod højre ses først Wolfram Schultz: ”Fra kakerlakker til rotter til aber til mennesker – alle har grundlæggende det samme belønningssystem,” siger han. Det driver blandt andet ”den hedonistiske trædemølle”, hvor intet nogensinde er nok, forklarer Peter Dayan (i midten). Og det kan måske også forklare, hvorfor mennesker stræber efter selv abstrakte belønninger som troen på paradis, siger Ray Dolan (th.): ”Vi ved, at abstrakte belønninger faktisk fungerer på samme måde som de belønninger, vi kan spise.” Foto: Leif Tuxen

Tre forskere modtog i torsdags Lundbeckfondens The Brain Prize på en million euro. De har opdaget, hvordan læring er forbundet med forventningen om belønning, og hvordan denne stræben efter nydelse er den grundlæggende drivkraft til at blive bedre hos både mennesker og dyr

Man siger, at forventningens glæde er den største, og i hvert fald er netop udsigten til belønning – og ikke belønningen i sig selv – en grundlæggende drivkraft hos både mennesker og dyr for hele tiden at lære og blive dygtigere.

Det har dette års tre vindere af verdens største hjerneforskningspris, Lundbeckfondens The Brain Prize, vist, og derfor fik de i torsdags overrakt prisen på en million euro af kronprins Frederik i København.

Kristeligt Dagblad mødte dem til interview samme formiddag i Hotel D’Angleterres tunge luksus, der flere gange fungerede som en passende kulisse for forskernes pointer. For eksempel om ”den hedonistiske trædemølle”, som prisvinder Peter Dayan, professor icomputational neurosciencepå University College London, formulerede det: hvordan denne mekanisme, hvor mennesket så at sige tænder på forventningen om belønning, også henviser det til evigt at stræbe, så selv den vildeste luksus kan blive den nye normaltilstand, der skal trumfes af stadig mere attraktive mål.

Han får prisen for sit arbejde, hvor han i matematiske modeller har beskrevet, hvordan dopamin-neuroner i hjernen reagerer på forskellen mellem det forventede udbytte af en handling og det, der faktisk sker. Han har sandsynliggjort, at disse reaktioner konstant motiverer til ny og bedre adfærd.

Den anden prisvinder, Wolfram Schultz, professor i neurovidenskab ved Cambridge University, har i forsøg med aber kortlagt de dele af hjernen, hvor der findes dopamin-neuroner og påvist teorien i praksis.

Og Ray Dolan, leder af Max Planck Centre for Computational Psychiatry and Ageing Research, har sammen med Peter Dayan testet hypoteserne i forsøg med mennesker og vist, at samme princip gælder her. Han har desuden vist, at evnen til at lære kan restaureres i ældre mennesker ved at booste – forhøje – deres dopamin-neuroner medicinsk.

Wolfram Schultz ledte slet ikke efter denne grundlæggende mekanisme, da han fandt den i abeforsøg i 1980’erne. Han var egentlig ved at undersøge, hvordan bestemte neuroner i hjernen spiller ind på bevægelse i forbindelse med Parkinsons sygdom, da han i stedet opdagede, hvordan dopamin-neuronerne responderede på belønning.

Han begyndte med sit team at give aberne opgaver og måle deres dopamin-reaktioner. Når forskerne i ét ud af 50 tilfælde ikke gav en belønning for en veludført opgave, var der meget lidt aktivitet. Hvis de derimod gav en dobbelt så stor belønning, som aben forventede at modtage for at udføre en opgave, steg aktiviteten betydeligt. Hvis aben fik nøjagtig den belønning, den forventede, var der ingen aktivitet, når den fik belønningen. Med andre ord: Ingen nydelsesrus ved selve belønningen, men en særlig stor nydelse ved en uventet stor belønning, og en depressionslignende tilstand ved en uventet lille belønning.

”Når du tager de tre sammen, får du den mekanisme, vi kalder prediction error (forudsigelses-fejl, red.). Det er forskellen mellem den belønning, du får, og den, du forventede. Den mest basale form for lærdom afhænger nøjagtig af den mekanisme. Du lærer kun, når noget sker, der er uventet,” siger Wolfram Schultz.

Det var først langt senere, at mekanismen fik sit navn, den ifølge Wolfram Schultz lidt ulogiske term ”forudsigelsesfejl”– ulogisk, fordi der ikke er tale om fejl. Men termen betegner, hvordan adfærd uophørligt justeres på baggrund af kroppens kemiske belønningssystem.

Dyr og menneskers opførsel ændrer sig kun i mødet med det, vi ikke regnede med – ved forudsigelsesfejlen. Et simpelt eksempel: Hvis solen skinner hver dag, tager man aldrig en paraply med. Men har et menneske én gang oplevet, at en sky gik for solen, og det begyndte at regne, husker han eller hun paraplyen næste gang.

”Når hjernen reagerer på en uventet stor belønning, kaldes det en positiv forudsigelsesfejl. Dem ønsker man at følge for altid at forøge belønningen. Og når vi bestandigt forøger belønningen ved at justere vores adfærd, bliver vi mere konkurrencedygtige og evolutionært succesfulde,” siger Wolfram Schultz.

Det gælder ikke bare mennesker – sådan er det hos alle levende væsener:

”Dopamin-neuroner eksisterer i en bananflue. Honningbier har en anden type neuroner, men de fungerer efter et lignende princip. Fra kakerlakker til rotter til aber til mennesker – alle har grundlæggende det samme belønningssystem,” siger Wolfram Schultz.

Det er klart, at mennesker lærer ud fra mere end denne grundlæggende mekanisme. Vi bygger blandt andet modeller af verden på baggrund af erfaringer, som meget hurtigt lærer os at agere i nye situationer af tilsvarende tilsnit – lige som når man uden videre kan finde bagage, told og taxa i en ny lufthavn, fordi man har været i en hvilken som helst anden lufthavn før.

Men spiller mekanismen om forudsigelses-fejl alligevel en rolle, når det gælder om at styre adfærd på et mere sofistikeret niveau? Spiller den for eksempel ind på livsvalg om at arbejde usundt meget i håbet om en bonus, der måske kommer – eller kan den have betydning for traditionelle religiøse forestillinger om, at himlens porte åbner sig, hvis blot man udholder det jordiske liv.

Det er veletableret, at mekanismen spiller en rolle, når det gælder usund adfærd for eksempel i form af afhængighed: Ludomanen gør stadig større indsatser i håbet om den store gevinst. Og det er også muligt, at mennesket drives af samme kraft, når det handler om de helt abstrakte belønninger, som for eksempel troen på en bedre tilværelse efter denne, mener Ray Dolan.

”Det er spekulationer, men skal man spekulere, er det ikke usandsynligt. Religiøse mennesker tror på frelsen og måske på, at man skal udfylde en neutral eller negativ plads i nutiden på grund af sandsynligheden for himmel eller helvede senere. Det er et abstrakt koncept, og vi ved, at abstrakte belønninger faktisk fungerer på samme måde som de belønninger, vi kan spise. Som maden her på bordet,” siger han og peger ud på hotellets overdådigt dækkede morgenbord med smørcroissanter og friskmalet kaffe.

”Vi ved, at æstetiske ting påvirker de her reaktioner i hjernen præcis lige som mad, så det er ikke usandsynligt, at en abstrakt idé om religion, frelse og helvede arbejder efter samme system,” siger han.

Ray Dolan har desuden forsket i, hvordan aldring påvirker læring. Han forklarer, hvordan det er etableret gennem mange års forskning, at mennesker mister cirka 10 procent af deres dopamin-neuroner for hvert 10 år, de lever. Han har i sine egne studier vist, at dette tab også resulterer i, at ældre har en ringere evne til at lære i forhold til yngre mennesker. Men han har også vist, at de ældre menneskers evne til at lære kunne genskabes til præcis samme niveau som de unges, når forskerne gav dem stoffer, som forøgede mængden af dopamin.

Denne forskning er én blandt mange nye veje, som forskningen i hjernens belønningssystemer åbner for, og som udfordrer etikken. For i dag vil vi gerne reparere en aldrende krop medicinsk, for eksempel hvis årerne forkalker. Men bør og tør samfundet tage det næste skridt og vedligeholde en hensygnende hjerne medicinsk?

”Jeg tror ikke, samfundet er klar til at billige det. Fra sport har vi en idé om, at det er snyderi, hvis du bruger stoffer til at forøge din muskelstyrke, og jeg tror, det også påvirker vores idé om at booste mentale processer,” siger han, men tilføjer:

”Måske ville folk nyde tilværelsen lidt mere, hvis de kognitivt fungerede bedre, og for eksempel ikke brugte flere timer på at finde bilnøglerne.”