Kada vagate dve moguće akcije, mozak vam mora odlučiti šta da radi i kako to učiniti. Na primer, ako knjiga i šolja sede na strani na strani na stolu, vaš mozak mora da odluči da li želite da pročitate roman ili pijete kafu – odabirom akcije koju treba da odaberete. Vaš mozak takođe treba da shvati da li treba da dosegnete 20 stepeni jedan put za knjigu ili 20 stepeni, drugi način za akciju koja određuje čaše.
Desetljećima je većina neuroznastiča smatrala da je jedno područje mozga, bazalni ganglia, odgovoran za izbor akcije i drugo područje, motorni korteks, za specifikaciju akcije.
Sada, koristeći novi sistem koji se razvijen u Janeliji, istraživači na čelu sa Dudman Lab-om otkrili su da je deo bazalnog ganglia zvan Striatum nije uključen u izbor akcije kako je prethodno mislio. Umesto toga, striatum i motor korteks rade zajedno na određivanju parametara kretanja kako bi se uradila akcija.
Novo radno delo osvetljava ulogu strianuma u kontroli motora, informacije koje bi mogle pomoći istraživačima da bolje razumeju poremećaje kretanja, poput Parkinsonovih i Huntingtona. Studija je objavljena u časopisu Neuron.
„Sada možemo početi da razmišljamo: kako je striatum koji kontroliše brzinu kretanja, kako da donesemo to nazad na mrežu, kako da to poboljšamo,“ kaže da je Janelia starior grupni lider Josh Dudman. „Tačniji, konceptualni model za način na koji način rada radi, na kraju će nam biti od pomoći da se jasnije razmislite o tome kako da vratim funkciju.“
Projekat je započeo pre deceniju kada su Dudman i njegov tim počeli da vide podatke iz striatuma koji su se suprotstavili postojećim modelima o ulozi regiona mozga.
Njihovi podaci su usklađeni sa drugim zapažanjima o striatumu koji je doveo dovodio svoju tradicionalnu ulogu. Na primer, region je povezan sa motornim sistemom, nagoveštavajući da bi moglo biti uključeno u više mehaničkih aspekata ponašanja. Dalje, pacijenti sa poremećajima kretanja koji utiču na bazal gangliju, poput Parkinsonovih ili Huntingtona, nemaju problema da odlučuju šta žele da urade, ali imaju problema sa pomeranjem udova da to urade.
Tim je izneo da testira njihovu hipotezu da je striatum mogao biti uključen u mehaničke aspekte fleksibilne, ciljeve usmerene na akcije usmerene na cilj.
Da biste zadirkivali različite mogućnosti, istraživači su dizajnirali eksperiment u kome su akcije gotovo istoipokupljanje knjige uključuje kretanje samo malo drugačije od preuzimanja šolje. U ovom slučaju, neuronski obrasci aktivnosti bili bi slični za specifikacije, ali različite za izbor. To bi omogućilo istraživačima da razlikuju dve akcije.
Istraživači su radili sa Janelia eksperimentalno-tehnologijom da dizajniraju novi sistem „dohvata“ gde džojstik može biti na jednoj od dve malo različitih pozicija koje zahtevaju skoro slične pokrete za pristup.
Istraživači istovremeno su snimili neuronske aktivnosti i u striatum i motornu koru miša dok je dostigao i povukao džojstik da bi dobio nagradu za vodu. Otkrili su da je neuronska aktivnost u oba regiona mozga bila ista kada je životinja dosegla i povukla džojstik na različitim lokacijama. Ovi rezultati ukazuju na to da su i striatum i motor korteks uključen u specifikaciju, a ne izbor i da rade zajedno da bi se životinjama omogućila da odabere kako da izvrši akciju.
Rad tima podiže pitanja o tome kako se ova dva područja mozga koordinira da doprinesu istoj funkciji. Umesto da imate višestrukih regiona mozga koji vrše potpuno isto funkcije – potencijalno imamo „previše kuvara u kuhinji“ – Čini se da svaki region verovatno doprinosi suptilnim varijacijama. Novi nalazi sugeriraju da ponašanje ne rezultira ni jednog agenta, već je posledica mnogih delimičnih agenata koji rade zajedno.
Istraživanje takođe detaljno opisuje novi sistem za testiranje hipoteza o ulozi različitih mozgova u fleksibilnoj akciji usmerene na cilj – projekat koji su istraživači kažu da je ovlašćena Janelijom.
„To čini veliku razliku da smo u okruženju u kojem možemo da kažemo da možemo da izgradimo, pravovremeno, novi deo eksperimentalnog hardvera koji moramo da izvršimo eksperiment koji smo dizajnirali“, kaže Dudman. „Ne samo da je to ubrzava – to je potrebno odobrenjem prilika za prag troškova troškova prilika za prag, i zaista ga možemo isprobati.“
