Невролози от 22 лаборатории обединиха усилията си в безпрецедентно международно партньорство и постигнаха значим пробив: неврална карта, която показва активността в целия мозък по време 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 мишка. Това е първата карта, която дава пълна картина на случващото се в мозъка в момента на вземане на решение.
За да изградят картата, учените първо създали стандартизирана процедура, използвана във всички лаборатории, а след това проследили невралната активност на мишките, докато те реагират на визуални стимули, интегрирайки данните от всяка лаборатория. След седем години работа и два отделни труда резултатите бяха публикувани в списание Nature.
„Има основно два големи резултата, затова имаме и две статии,“ обясни Александър Пужé, професор по фундаментална невронаука в Женевския университет. Едното изследване описва широкото разпределение на електрическата активност, свързана с вземането на решения. Другото използва данните, за да оцени как очакванията влияят върху избора.
Предишни изследвания предполагаха, че малки групи неврони се активират само в определени части на мозъка по време на вземане на решения, най-вече в области, свързани със сетивна информация и когниция. Новата карта обаче показва, че невралната активност е много по-широко разпространена, като електрически сигнали се разпространяват почти в целия мозък на мишката в различните етапи на вземането на решение.
Десетилетия наред учените изследват мозъчната активност при определени задачи чрез електроди, които регистрират импулси от единични неврони. Но записването на един неврон е бавно и трудно – месеци работа водят до данни едва от около 100 неврона, което прави метода подходящ само за силно ограничени области на мозъка.
През последното десетилетие невронауката направи огромен скок с разработването на дигитални неврални сонди Neuropixels, които могат да наблюдават хиляди неврони едновременно. Тези свръхчувствителни електроди са ключов инструмент за създаването на новата карта.
В експериментите мишките носели „електродни каски“, докато въртели малко воланче, за да контролират движението на черно-бял кръг върху екран. Кръгът се появявал за кратко отляво или отдясно, а мишките, които успявали да го насочат в центъра, получавали награда – вода със захар. Докато реагирали на визуалния стимул, сондите Neuropixels записвали електрическите сигнали в мозъците им.
Според картата активността първо се усилва в задните части на мозъка – в зоните, които обработват зрителната информация. След това се разпространява в целия мозък, като моторните области се активират, когато решението на мишката се превръща в движение. Обширна мозъчна активност се наблюдава и когато мишката получава сладката награда.
„Не става дума само за няколко области, а за много голяма мрежа от зони, които работят заедно,“ каза Пужé. Знанието колко голяма част от мозъка участва във вземането на решения ще помогне на учените да провеждат по-целенасочени изследвания върху сложното поведение, отбелязват авторите.
Източник: CNN
