Дослідники визначають частину мозку «Арбітр»
Вчені з Каліфорнійського технологічного інституту (CalTech) заявляють, що нижня бічна передня і передньополярна кори є арбітрами, зважуючи надійність прогнозів, які робить кожна із систем прийняття рішень, а потім розподіляючи контроль відповідно.
"Розуміння, де знаходиться арбітр і як він працює, є першим кроком на шляху до пошуку кращих методів лікування розладів мозку, таких як наркоманія, та психічних розладів, таких як обсесивно-компульсивний розлад", за словами доктора філософії Джона О'Доерті ., головний дослідник дослідження та директор Центру візуалізації мозку Caltech.
"Тепер, коли ми розібралися, де знаходиться арбітр, якщо ми зможемо знайти спосіб зміни діяльності в цій галузі, ми, можливо, зможемо відштовхнути людину назад до цілеспрямованого контролю і подалі від звичного контролю", - сказав О '. Доерті, яка також є професором психології в Caltech.
Він додав, що дослідники ще далеко від розробки власне методів лікування, заснованих на цьому відкритті, для розладів, які передбачають надлишок системи звичок мозку, але це відкрило перспективний шлях для подальших досліджень.
Для дослідження дослідники набрали добровольців, які грали у гру у прийняття рішень на комп’ютері, під’єднавшись до функціонального сканера магнітно-резонансної томографії (fMRI), який контролював їх мозкову діяльність.
Дослідники наказали учасникам спробувати зробити оптимальний вибір, щоб зібрати монети певного кольору, які можна було викупити за гроші.
Під час попередньої підготовки волонтери ознайомилися з грою, пересуваючись серією екранних кімнат, в кожній з яких містилася різна кількість червоних, жовтих або синіх монет.
Під час фактичної гри їм було сказано, які монети можна буде викупити кожен раунд, і їм було запропоновано вибір для навігації праворуч або ліворуч на двох етапах, знаючи, що вони збиратимуть лише монети у своєму останньому залі. Іноді всі монети можна було викупити, що робило завдання більш звичним, ніж цілеспрямоване, за словами дослідників.
Змінюючи ймовірність переходу з однієї кімнати в іншу, дослідники заявили, що вони змогли перевірити ступінь звичної та цілеспрямованої поведінки добровольців, контролюючи відповідні зміни у їхній мозковій діяльності.
Дослідники також змогли порівняти дані fMRI та вибір, зроблений добровольцями, з кількома обчислювальними моделями, які вони побудували для врахування поведінки. Модель, яка найбільш точно відповідала експериментальним даним, включала дві системи мозку, роблячи окремі прогнози щодо того, які дії вжити в тій чи іншій ситуації, повідомляють дослідники.
«Отримуючи сигнали від цих систем, арбітр відстежував надійність прогнозів, вимірюючи різницю між прогнозованими та фактичними результатами для кожної системи. Потім він використовував ці оцінки надійності, щоб визначити, наскільки кожна система повинна здійснювати кожну систему над поведінкою людини ”, - пояснили дослідники.
У цій моделі арбітр гарантує, що система, що робить найбільш надійні прогнози в будь-який момент, здійснює найбільший ступінь контролю над поведінкою.
"Те, що ми демонструємо, - це існування контролю вищого рівня в мозку людини", - сказав доктор філософії Санг Ван Лі, провідний автор нового дослідження та докторант з нейронауки в Caltech. "Арбітр в основному приймає рішення щодо рішень".
Підтверджуючи попередні висновки, дослідники побачили при скануванні мозку, що ділянка, відома як задній путін, була активною в часи, коли модель передбачала, що звична система повинна обчислювати значення прогнозу.
Просунувшись далі, вони дослідили зв’язок між задньою путамою та арбітром. Кажуть, те, що вони виявили, може пояснити, як арбітр встановлює вагу для двох навчальних систем: Зв'язок між арбітражною зоною та задньою путаменою змінювався залежно від того, чи була цільова або звична система більш надійною.
«Однак такого зв’язку між арбітрам та регіонами мозку, що беруть участь у цілеспрямованому навчанні, не виявлено. Це говорить про те, що арбітр може працювати в основному, модулюючи діяльність звичної системи », - припускають дослідники.
"Однією з інтригуючих можливостей, що випливають із цих висновків, які нам потрібно буде перевірити в майбутній роботі, є те, що перебування у звичному режимі поведінки може бути типовим станом", - сказав О'Доерті. "Отже, коли арбітр вирішує, що вам потрібно бути більш цілеспрямованим у своїй поведінці, він досягає цього, гальмуючи активність звичної системи, майже як натискання на гальмо на вашому автомобілі, коли ви за кермом".
Дослідження було опубліковане в журналі Нейрон.
Джерело: Каліфорнійський технологічний інститут
