Kyky sopeutua muuttuviin olosuhteisiin on välttämätön monissa erilaisissa elämäntilanteissa – päivittäisistä sosiaalisista vuorovaikutuksista kriittisiin tilanteisiin, joissa kyse on selviytymisestä. Kuitenkin kysymys siitä, mitkä prosessit aivoissa mahdollistavat tällaisen käyttäytymisen joustavuuden, on edelleen avoin.
Okinawan tiede- ja teknologiainstituutin (OIST) neurobiologit ovat kuvanneet hiirten adaptiivisen käyttäytymisen hermomekanismeja. Tulokset voivat olla merkityksellisiä useiden neurologisten ja psyykkisten häiriöiden, kuten riippuvuuksien, pakko-oireisen häiriön ja Parkinsonin taudin, ymmärtämisessä.
Kokeessa hiirille opetettiin suunnistamaan virtuaalisessa labyrintissä valitsemalla reitti, joka johti palkkioon. Kun eläimet olivat oppineet säännön, tutkijat muuttivat oikeaa reittiä, minkä seurauksena hiiret eivät enää saaneet palkkiota. Kaksifotonmikroskopian avulla tutkijat seurasivat aivoissa tapahtuvia muutoksia. Neuronitasolla havaittiin huomattava asetyylikoliinin vapautumisen lisääntyminen tietyillä alueilla, ja käyttäytymistasolla havaittiin lisääntynyt määrä eläimiä, jotka muuttivat valintaansa epäonnistumisen jälkeen, osoittaen ”vaihtoa tappion jälkeen” -strategiaa.
Vahvistaakseen asetyylikoliinin syy-seuraussuhteen tutkijat vähensivät keinotekoisesti sen tuotantoa. Tämän seurauksena hiirten kyky vaihtaa käyttäytymistä heikkeni merkittävästi, mikä vahvisti tämän välittäjäaineen tärkeyden sopeutumisessa uusiin olosuhteisiin.
Mielenkiintoista on, että vaikka suurin osa kolinergisistä interneuroneista vahvisti asetyylikoliinin vapautumista, erillisissä pienissä soluryhmissä sen taso laski tai pysyi ennallaan. Tutkijoiden mukaan tällainen mekanismi voi mahdollistaa aivojen säilyttää tietoa aiemmin onnistuneista strategioista jopa muuttuvissa olosuhteissa.
