오키나와 과학기술대학원 대학의 미야자키 카츠히코 연구원들의 연구그룹은 세로토닌을 방출하는 신경세포의 활동을 활성화하면 "보상 먹이를 획득할 가능성이 높지만 그것을 언제 획득할 수 있을지 모른다"고 한다 상황에서 보상을 더 오랫동안 기다리게 되는 것을 발견했다.
연구그룹은 보상을 얻을 수 있는 확률을 변화시켰을 때와 획득할 수 있는 타이밍의 확실성을 변화시켰을 때 '보상 대기 행동'에 대한 세로토닌 활성화 효과가 어떻게 변화하는지를 마우스 를 사용하여 상세히 조사했다.세로토닌은 뇌·장 등에 존재하는 신경전달물질로 이번 세로토닌 신경세포를 빛으로 자극하여 활성화시켰다.
실험 결과 세로토닌을 활성화하고 보상을 획득할 수 있는 확률이 75%로 높은 경우에는 마우스가 보상을 기다리는 시간이 연장되었다.그러나 세로토닌을 활성화하거나 하지 않아도 보상을 획득할 수 있는 확률이 50% 또는 25%로 낮은 경우 대기 시간은 늘지 않았다.다음으로 세로토닌을 활성화하고 보상이 75%의 확률로 획득할 수 있지만 언제 획득할 수 있을지 모르는 경우는 확실히 예측할 수 있는 경우에 비해 대기 시간은 크게 늘었다(30% 이상).또한, 이들 결과는 수리 모델을 이용한 시뮬레이션에 의해 설명이 가능하다는 것을 알았다.
이번 연구에서는 언제 결과를 얻을 수 있을지 모른다는 시간적 불확실성으로 보상을 목표로 하는 행동을 세로토닌이 촉진하는 것이 밝혀졌다.이 성과는 우울증 등의 정신장애에 있어서 인지행동요법과 아울러 언제 회복할지 예측할 수 없는 치료를 계속하기 위한 참을성을 효과적으로 높여 환자가 회복 도중 치료에서 탈락한다 예방에 기여할 수 있습니다.
