Результаты, изданные 3 октября по своей природе Нейробиология, рисуют картину пространственного сбора информации, обработки и принятия решений, которое более сложно, чем когда-то мысль.На службе ее величества вооруженных сил Великобритании исследование бросает вызов традиционной, старой десятилетиями модели, которая предлагает, чтобы принятие простого пространственного решения было результатом прямого соревнования между двумя или больше отличными нервными путями с одним сигналом, преобладающим, чтобы подавить другие.
«Это представление «победитель берет, все» изящны, но возможно несколько упрощенные», сказал автор исследования Крис Харви, доцент нейробиологии в Медицинской школе Гарварда. «Наши результаты предлагают, чтобы группы нейронов отслеживали все визуальные сигналы, с которыми недавно сталкиваются, и использовали эту информацию, чтобы сообщить решениям. Не должно быть фактического соревнования между двумя или больше путями, по крайней мере не в областях мозга, который, как думают, был вовлечен в принятие решений».В этом смысле исследователи добавили, принятие решений мыши напоминает гуманный акт накопления и взвешивания всех доказательств прежде, чем сделать выбор.Исследователи говорят, что их результаты – ранний шаг на поисках, чтобы распутать механизмы человеческого формирования памяти – фундаментальный неврологический процесс, который остается плохо понятым.
Распутывание, что происходит в нервных клетках во время формирования памяти, может помочь осветить критические затруднения, которые происходят в краткосрочной памяти и приводят к принятию решений, которому ослабляют, в ряде психоневрологических и нейродегенеративных беспорядков.«Как только мы распутываем различные рабочие образцы и схемы в мозгу во время формирования памяти и принятия решений, мы можем начать искать различия в образцах возможности соединения, которые лежат в основе отклонений», сказал Харви. «Это может дать нам ручку о том, как эти процессы могут быть испорчены в нейродегенеративных условиях и психоневрологических беспорядках».Для экспериментов мыши были обучены посчитать до шести точек по обе стороны от виртуального T-образного лабиринта спроектированными на экране перед ними. Мыши должны были выбрать направление, показывающее большее количество точек, и сделать поворот в том направлении.
Задача – изящно сложный по разъедающим стандартам – сродни тому, как люди используют уличные знаки и ориентиры, чтобы маневрировать в космосе, чтобы добраться до места назначения. Чтобы подготовиться к моделируемой проблеме лабиринта, мыши были обучены в течение приблизительно одного месяца, учась считать до шести точек и делать выбор, чтобы пойти левые или правые в зависимости от количества точек, спроектированных на экране. Когда животное сделало правильный поворот, оно было вознаграждено несколькими большими глотками подслащенной воды.Для их экспериментов ученые сосредоточились на нейронах в задней париетальной коре – часть мозга, где визуальный сенсорный вход и моторное действие сходятся.
Чтобы визуализировать нейронную деятельность в режиме реального времени, исследователи ввели мышей с вирусом, который побудил их клетки головного мозга пылать, или флюоресцировать, каждый раз, когда электрический импульс был вызван чем-то, что мышь видела. Подход позволил ученым планировать «электрическую сетку» показ мгновение за мгновением изменения через тысячи нейронов, поскольку животные столкнулись с сигналами, восстановили краткосрочные воспоминания и приняли решение.Электрические образцы показали, что, чтобы сделать правильный выбор, мышь должна была полагаться на краткосрочную память – вспоминающий, сколько точек это видело на одной стороне несколько предшествующих секунд – и затем преобразуйте эту память в моторное действие или действие превращения левого или правого.
Удивительно, многократные сигналы нерва сходились сразу, прежде чем мышь сделала поворот, предположив, что животные взвесили все доступные сигналы перед принятием решения.Результаты также показали, что клетки головного мозга не сделали паузу и перезагрузили каждый раз, когда решение было принято. Вместо этого нейроны вели «учет» ленты тикера вещей, которые произошли в прошлом – когда-либо расширяющийся каталог, поскольку новые события были приобретены.
Результаты предполагают, что даже самым простым из выбора, такого как превращение левого или правого, является результат многократных нервных сигналов, вызванных сигналами, с которыми недавно сталкиваются, которые тогда размножают в комплексе все же хорошо организованный способ и сходятся в единственном решении. Тот процесс, исследователи сказали, является изящной иллюстрацией того, как наблюдение сигнала формирует краткосрочную память, которая, в свою очередь, приводит к решению.