Naučnici su stekli nove uvide u to kako neuroni u mozgu komuniciraju tokom odluke i kako veze između neurona mogu pomoći da se ojača izbor.
Studija – sprovedena na miševima i koju su vodili neuronaučnici sa Harvardske medicinske škole – prva je koja kombinuje strukturne, funkcionalne i bihevioralne analize kako bi istražila kako veze neurona i neurona podržavaju donošenje odluka.
Nalazi su objavljeni u časopisu Priroda.
„Kako je mozak organizovan da pomaže u donošenju odluka je veliko, fundamentalno pitanje, a neuronska kola — kako su neuroni povezani jedni s drugima — u područjima mozga koja su važna za donošenje odluka nisu dobro shvaćeni,“ rekao je Vei- Chung Allen Lee, vanredni profesor neurobiologije na Institutu Blavatnik u HMS-u i profesor neurologije u Bostonskoj dečjoj bolnici.
Li je ko-stariji autor rada sa Kristoferom Harvijem, profesorom neurobiologije na HMS-u, i Stefanom Pancerijem, profesorom na Univerzitetskom medicinskom centru Hamburg-Ependorf.
U istraživanju, miševi su imali zadatak da odaberu na koji način će ići u lavirint kako bi pronašli nagradu. Istraživači su otkrili da je odluka miša da ide levo ili desno aktivirala sekvencijalne grupe neurona, što je kulminiralo potiskivanjem neurona povezanih sa suprotnim izborom.
Ove specifične veze između grupa neurona mogu pomoći u oblikovanju odluka zatvaranjem neuronskih puteva za alternativne opcije, rekao je Lee.
Rađa se plodna saradnja
Bio je to slučajan susret na klupi ispred njihove zgrade tokom vatrogasne vežbe koja je navela Harvija i Lija da shvate komplementarnost svog posla. Tog dana su sklopili saradnju koja je pokrenula novo delo.
Harvei laboratorija koristi miševe za proučavanje bihejvioralnih i funkcionalnih aspekata donošenja odluka. Tipični eksperimenti uključuju postavljanje miša u lavirint virtuelne realnosti i snimanje neuronske aktivnosti dok donosi odluke. Takvi eksperimenti su pokazali da se različiti, ali isprepleteni, skupovi neurona aktiviraju kada životinja bira levo ili desno.
Li radi u novoj oblasti neuronauke koja se zove konektomika, koja ima za cilj da sveobuhvatno mapira veze između neurona u mozgu. Cilj je, kako je rekao, da se otkrije „koji neuroni razgovaraju jedni sa drugima i kako su neuroni organizovani u mreže“.
Kombinujući svoju stručnost, Harvi i Li su bili u mogućnosti da dublje prouče različite tipove neurona uključenih u donošenje odluka i kako su ti neuroni povezani.
Nova studija se fokusirala na region mozga koji se zove zadnji parijetalni korteks — što Li opisuje kao „integrativno čvorište“ koje prima i obrađuje informacije prikupljene višestrukim čulima kako bi pomoglo životinjama da donose odluke.
„Bili smo zainteresovani da razumemo kako neuronska dinamika nastaje u ovoj oblasti mozga koja je važna za donošenje odluka u navigaciji“, rekao je Li. „Tražimo pravila povezivanja — jednostavne principe koji pružaju osnovu za proračune mozga dok donosi odluke.
Harvei laboratorija zabeležila je neuronsku aktivnost dok su miševi trčali lavirintom u obliku slova T u virtuelnoj stvarnosti. Znak, koji se desio nekoliko sekundi pre toga, ukazao je miševima da li će nagrada biti u levoj ili desnoj ruci T. Laboratorija Li je koristila moćne mikroskope za mapiranje strukturnih veza između istih neurona snimljenih tokom zadatka lavirinta.
Kombinovanjem modaliteta, istraživači su razlikovali ekscitatorne neurone – one koji aktiviraju druge ćelije – od inhibitornih neurona, koji potiskuju druge ćelije. Otkrili su da se specifičan skup ekscitatornih neurona aktivirao kada je miš odlučio da skrene udesno, a ovi neuroni „desno“ aktivirali su skup inhibitornih neurona koji su obuzdavali aktivnost u neuronima „levo skretanje“. Suprotno je bilo kada je miš odlučio da skrene levo.
„Pošto životinja izražava jedan izbor, ožičenje neuronskog kola može pomoći da se stabilizuje taj izbor potiskivanjem drugih izbora“, rekao je Li. „Ovo bi mogao biti mehanizam koji pomaže životinji da održi odluku i sprečava ‘promenu mišljenja’.“
Nalazi moraju biti potvrđeni kod ljudi, iako Li očekuje da postoji određena očuvanost među vrstama.
Istraživači vide mnogo pravaca za buduća istraživanja. Jedan je istraživanje veza između neurona uključenih u donošenje odluka u drugim regionima mozga.
„Koristili smo ove kombinovane eksperimentalne tehnike da pronađemo jedno pravilo povezivanja, a sada želimo da pronađemo i druge“, rekao je Li.
