Невроучени от 22 лаборатории по света обединиха усилия в безпрецедентно международно сътрудничество, за да създадат първата карта на мозъчната активност, показваща как се вземат решения. Публикувани на 3 септември в списание Nature, двете проучвания разкриват активността на над 600 000 неврона в 279 мозъчни области – около 95% от мозъка на мишка – по време на процеса на вземане на решения.
Мащабът на откритието
„Това е най-големият набор от данни, който някой някога е представял в този мащаб“, заяви д-р Пол У. Глимчър, ръководител на катедрата по невронауки и физиология в Медицинското училище „Гросман“ на Нюйоркския университет, пред CNN. Той, който не е участвал в изследването, го определи като „историческо събитие“ в невронауката. Данните, събрани от 139 мишки, предоставят първата цялостна картина на мозъчните процеси при вземане на решения.
Как беше създадена картата?
За да създадат картата, изследователите разработиха стандартизирана процедура, споделена между лабораториите, и проследиха невронната активност на мишки, докато те реагираха на визуални сигнали. Мишките носеха електродни каски и въртяха малко кормило, за да контролират движението на черно-бял кръг на екран. Когато кръгът се появяваше отляво или отдясно, мишките, които го насочваха към центъра, получаваха награда – захарна вода. Използването на иновативни цифрови сонди Neuropixels позволи едновременно наблюдение на хиляди неврони, за разлика от предишни методи, които записваха само по един неврон наведнъж.
Какво разкри картата?
Картата показва, че активността започва в задната част на мозъка, свързана с обработката на визуална информация, след което се разпространява в други области, включително тези, контролиращи движението, когато мишката вземе решение. Широкообхватна активност се наблюдава и при получаването на наградата. „Не става въпрос само за няколко области, а за голяма мрежа, която работи заедно“, обясни Александър Пуге, професор по невронауки в Женевския университет и съавтор на едно от проучванията. Това опровергава по-ранни хипотези, че само определени части на мозъка, свързани със сензорна обработка и познание, участват в решенията.
Предизвикателства и предварителни знания
Изследователите добавиха допълнително предизвикателство, като понякога правеха кръга на екрана почти невидим. В тези случаи мишките трябваше да разчитат на предишния си опит, за да изберат посоката на въртене. „Това се нарича предварително знание“, каза Пуге. „Всяко решение се взема в контекста на това, което очакваме.“ Проучването потвърди, че мозъкът използва тези очаквания още в началото на процеса на вземане на решения.
Нова ера в невронауката
Сътрудничеството, ръководено от Международната мозъчна лаборатория (IBL), е сравнено с астрономическия проект Sloan Digital Sky Survey, който създаде най-детайлните 3D карти на Вселената. „Традиционно биологичните науки са били работа лаборатория по лаборатория“, отбеляза Глимчър, но този проект бележи нова ера на мащабни сътрудничества в невронауката. Пуге, съосновател на IBL, изрази надежда, че картата ще вдъхнови други екипи да приемат подобен подход.
