Vliv hladiny stresu na operantní učení

• Thesis title in Czech: Vliv hladiny stresu na operantní učení
• Thesis title in English: Effect of stress level on operant conditioning
• Key words: operantní podmiňování, stres, kortikosteroidy
• English key words: operant conditioning, stress, corticosteroids
• Academic year of topic announcement: 2016/2017
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Zoology (31-170)
• Supervisor: PhDr. RNDr. Tereza Nekovářová, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 15.11.2016
• Date of assignment: 15.11.2016
• Date of electronic submission: 04.01.2022
• Date of proceeded defence: 07.02.2022
• Opponents: Ing. Milena Santariová, Ph.D.
• Advisors: RNDr. Eva Landová, Ph.D.

Preliminary scope of work

Stres je jedním z významných faktorů v životě organismů, který má vliv na jejich kognitivní schopnosti. Fyziologickou reakcí na stresový podnět je aktivace sympato-adrenálního medullárního systému a osy hypothalamus-hypofýza-nadledvinky. Je tedy spojena s určitou kardiovaskulární a metabolickou změnou, která je schopna ovlivňovat centra mozku zodpovědná za kognitivní procesy. V dnešní době se za stresový stimul považuje podnět nebo situace, které organismu naruší klidovou fázi a vedou k určitému vzrušení (Koolhaas et al., 2011). Stresová reakce má dvě fáze. Organismus se z klidového stavu dostává do fáze eustresu, ve které se fyziologicky adaptuje na změnu podmínek. Poté se buď navrací zpátky k bazálnímu stavu, nebo se výkon a hladina stresových hormonů nadále zvyšují k hranici FFF (fight-flight-freeze). Organismus se může překlenout až do fáze distresu, při které se již jeho připravenost k jednání nezvyšuje (Selye, H., 1976). Ve stadiu eustresu je naopak živočich schopný i operantního učení (Schwabe et al., 2007). Schopnost operantního učení zvyšuje behaviorální flexibilitu jedince, která je výhodná zejména v proměnlivém a nepředvídatelném prostředí. Operantní učení vyžaduje vlastní jednání a tedy i motivaci provést dané chování, které se dále posiluje (pozitivně i negativně). Z hlediska motivace zde dochází k určitému trade-off mezi pohodlností/bezpečím a možností dosáhnout odměny. Během epizody učení pomáhá eustres k lepšímu zapamatovávání si a to i při nízkých hladinách stresových hormonů. Při vysokých hladinách těchto hormonů přestává živočich pracovat operantně, ale používá jednodušší a již dříve naučené strategie chování (např.cue learning). Tyto strategie mu pomáhají získat odměnu i za vysokých hladin stresu a tím se vrátit zpátky do klidového stavu (Schwabe et al., 2010). Pokud ovšem ani tato strategie nefunguje, zvyšuje se hladina stresových hormonů, a může dojít až k reakci FFF (de Boer et al., 1990). To, že má živočich variantu chování (cue learning), která obvykle zafunguje, mu dává určitou kontrolu nad danou stresovou situací a snižuje hladinu stresových hormonů. Kontrola nad situací je tou hlavní proměnou, která pro zvíře subjektivně určuje, jak silně je stres vnímán (Huether, 1996).
Cílem práce je porovnat dvě metody operantního tréninku, z nichž jedna je s možností použít ve stresové situaci předem naučenou strategii „cue learning“ a druhá toto použití zvykové strategie ve stresové situaci neumožňuje. Tyto dvě metody tréninku se teoreticky liší subjektivně vnímanou mírou stresu a měly by se objektivně projevit v míře kognitivní výkonnosti v operantním učení. Proximátně by se vnímání “stresovosti” situace mělo projevit na změně hladiny stresových hormonů po tréninku. Předpokládáme, že u tréninku bez strategie cue learning bude tato naměřená hladina vyšší, než u druhého typu tréninku. Stresové hormony ze slin budou měřeny před a po tréninku s ohledem na dynamiku stresové reakce a během samotného tréninku bude jedincům měřen srdeční tep (nepřímý marker hladiny katecholaminů).
De Boer, S. F., De Beun, R., Slangen, J. L., & Van der Gugten, J. (1990). Dynamics of plasma catecholamine and corticosterone concentrations during reinforced and extinguished operant behavior in rats. Physiology & Behavior, 47(4), 691-698.
Hüther, G. (1996). The central adaptation syndrome: psychosocial stress as a trigger for adaptive modifications of brain structure and brain function. Progress in neurobiology, 48(6), 569-612.
Koolhaas, J. M., Bartolomucci, A., Buwalda, B. D., De Boer, S. F., Flügge, G., Korte, S. M., ... & Richter-Levin, G. (2011). Stress revisited: a critical evaluation of the stress concept. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 35(5), 1291-1301.
Selye, H. (1976). Stress in Health and Disease. Butterworths, Boston.
Schwabe, L., Wolf, O. T., & Oitzl, M. S. (2010). Memory formation under stress: quantity and quality. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 34(4), 584-591.

Preliminary scope of work in English

The goal of the thesis is to compare two mwthods of operant training, where one can be based on "cue learning", whereas second one demands novel learning.