Учени публикуваха карта на мозъка, показваща как се вземат решения

Невроучени от 22 лаборатории обединиха усилия в безпрецедентно международно партньорство, за да постигнат историческо постижение: неврална карта, която показва активността на целия мозък по време на процеса на вземане на решения.

Данните, събрани от 139 мишки, обхващат активността на над 600 000 неврона в 279 области на мозъка – около 95% от мозъка на мишката. Тази карта е първата, която предоставя пълна картина на това, което се случва в мозъка, докато се взема решение.

„Те създадоха най-големия набор от данни, който някой някога е могъл да си представи на такъв мащаб,“ заяви д-р Пол Глимчер, ръководител на катедрата по невронауки и физиология и директор на Института по невронауки към Медицинското училище „Гросман“ на Нюйоркския университет, предаде CNN.

За съставянето на картата изследователите първо разработиха стандартизирана процедура, която да се използва във всички лаборатории, и след това проследиха невралната активност на мишките, докато те реагираха на визуални стимули, интегрирайки всички събрани данни. След седем години работа резултатите бяха публикувани на 3 септември в списание Nature.

„Има основно два големи резултата, затова имаме и две публикации,“ обясни Александър Пуже, професор по базова невронаука в Университета на Женева. Едното изследване описва разпространението на електрическата активност, свързана с вземането на решения, а другото използва данните, за да оцени как очакванията влияят на изборите.

Досегашните изследвания предполагат, че малки групи неврони се активират само в определени части на мозъка, свързани със сетивното възприятие и когнитивните процеси. Новата карта обаче показва, че активността е значително по-широко разпространена, като електрическите сигнали преминават през почти целия мозък на мишката по време на различните етапи на вземане на решение.

През последните десетилетия учените изучават мозъчната активност чрез електроди, записващи електрически импулси от единични неврони. Новите цифрови неврални сензори „Neuropixels“ позволяват наблюдение на хиляди неврони едновременно и бяха ключови за създаването на картата.

В експериментите мишките носеха електродни шлемове, докато завъртаха малко кормило, за да контролират движение на черно-бяла ивицирана сфера на екран. Ако мишката успешно придвижеше сферата до центъра, получаваше награда – захарна вода. Neuropixels регистрираха електрическите сигнали в мозъка на мишките.

Картата показва, че активността първо се повишава в задната част на мозъка, която обработва визуална информация. След това се разпространява, като моторните области се активират, когато мишката предприема движение. Широко разпространена активност се наблюдава и при получаване на наградата.

Изследователите добавили допълнително предизвикателство – понякога сферата беше слаба или почти невидима. За да реши как да завърти кормилото, мишката трябвало да си спомни какво е видяла по-рано. Това демонстрира значението на предварителното знание при вземането на решения.

Според Глимчер, този международен проект е истински пробив за невронауката, подобно на революционните мащабни сътрудничества в астрономията, като Sloan Digital Sky Survey, който създаде най-подробната 3D карта на Вселената.

Александър Пуже добавя, че картата може да бъде първата от много бъдещи големи международни колаборации в областта на невронауката, вдъхновявайки други изследователи да използват подобен подход.

Кирил Пламенов