Bilo da nepropisno zatvaramo vrata ili udaramo nogom u fudbalu, naš mozak nam govori kada smo pogrešili jer se ti zvuci razlikuju od onoga što očekujemo da čujemo. Iako je odavno utvrđeno da naši neuroni uočavaju ove greške, nije jasno da li postoje moždane ćelije koje imaju samo jedan zadatak — da signaliziraju kada je zvuk neočekivan ili „isključen“.
Tim neuronaučnika Univerziteta u Njujorku je sada identifikovao klasu neurona — ono što nazivaju „neuroni greške predviđanja“ — koji uopšte ne reaguju na zvukove, već reaguju samo kada zvuci krše očekivanja, šaljući na taj način poruku da je došlo do greške.
„Mozak je izvanredan u otkrivanju onoga što se dešava u svetu, ali je još bolji u tome da vam kaže da li je ono što se dogodilo bilo očekivano ili ne“, objašnjava Dejvid Šnajder, docent u Centru za neuralne nauke NIU i viši autor studije, koji se pojavljuje u The Journal of Neuroscience ( JNeurosci ). „Otkrili smo da postoje specifični neuroni u mozgu koji vam ne govore šta se dogodilo, već vam govore šta je pošlo po zlu.“
Autori rada dodaju da bi rezultati potencijalno mogli da pomognu da se bolje osvetli proces učenja, identifikuju uzroci određenih nevolja i uoče sklonosti u vezi sa zvukom.
„Neuroni poput ovih mogu biti od vitalnog značaja u učenju kako da govore ili kako da sviraju muzički instrument“, primećuje Nikolas Odet, postdoktorski saradnik u Centru za neuralne nauke NIU i glavni autor rada.
„Oba ova ponašanja uključuju mnogo pokušaja i grešaka, mnogo grešaka i mnogo učenja na greškama“, dodao je Šnajder, „Da li stručnjaci muzičari imaju bolje neurone grešaka u predviđanju od početnika? A u bolestima kod kojih je govor nerazvijen, predviđanja su greška da neuroni ne funkcionišu?“
Ponašanje često ima predvidive senzorne posledice. Na primer, kada zatvaramo vrata automobila, očekujemo da čujemo očekivani „udarac“ u određenoj fazi kretanja naše ruke. A ova ponašanja nisu ograničena na ljude – majmuni, miševi i druge životinje mogu da nauče da predvide zvuk koji će pokret proizvesti i kada će se taj zvuk pojaviti.
Prethodna istraživanja su pokazala da u mozgu ljudi i drugih životinja neuroni imaju značajne odgovore kada zvuk prekrši očekivanja životinje i slabije odgovore kada zvuk odgovara očekivanju. Ali nije bilo jasno da li postoje neuroni koji imaju samo jedan zadatak – da signaliziraju kada je zvuk neočekivan.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, Šnajder i Odet su nadogradili svoj prethodni rad, koji je otkrio kako mozak pravi razliku između „ispravnih“ i „pogrešnih“ zvukova. U novoj studiji JNeurosci, proučavali su odgovore kod miševa kroz seriju eksperimenata i izolovanjem neuronske aktivnosti.
U eksperimentima, miševi su čuli određeni zvuk nakon pritiska na polugu. Ovo je rađeno više puta, sve dok nisu povezali ovaj zvuk prilikom pritiska. Istraživači su zatim izmenili zvukove koje su miševi čuli prilikom narednih pritisaka – metoda dizajnirana da oponaša neočekivane zvukove koje ljudi čuju kada prave greške.
Naučnici su otkrili da su mnogi neuroni miševa („neuroni greške predviđanja“) bili tihi – što znači da nisu proizvodili signale koje bi mogli da koriste drugi delovi mozga – osim kada su miševi napravili pokret i čuli nešto neočekivano .
Tačnije, otkrili su da pojedinačni neuroni greške predviđanja u slušnom korteksu miševa ne samo da signaliziraju kada nešto pođe po zlu, već su takođe signalizirali šta je pošlo naopako.
Na primer, svaki put kada je zvuk bio previše tih, aktivirala se jedna grupa neurona greške predviđanja. Međutim, kada je zvuk bio očekivane jačine, ali je došao prekasno, bila je aktivna potpuno druga grupa neurona sa greškom predviđanja.
„Kada pokret proizvede neočekivani zvuk, on može narušiti naša očekivanja na mnogo različitih načina“, objašnjava Šnajder. „Različiti neuroni su aktivni kada pokret proizvodi previše tih zvuk, a drugi neuroni kada pokret proizvodi pogrešan zvuk.“
