Как мозг запоминает решения

Мозг млекопитающих, включая человеческий, хранит и запоминает впечатляющие объемы информации, основанные на позитивных и негативных решениях, а также взаимодействиях в постоянно меняющемся мире. После серии новых экспериментов с мышами ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса сообщили, что основанные на принятии решений воспоминания хранятся в специфических частях мозга.

«Понимание того, где именно мозг животных хранит информацию о прошлых решениях, может помочь нам лучше изучить модели принятия решений», – говорит доктор философских наук Джеремия Коэн, доцент кафедры неврологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса. Описание исследования было опубликовано в журнале Neuron.

Для эксперимента команда ученых заставляла 36 мышей выбирать между двумя трубками, которые доставляют воду при их облизывании и которые произвольно контролируются компьютером для включения или выключения. Когда одна трубка была включена, другая была выключена.

По словам эксперта, мыши не знали, получат ли они воду, когда сделают определенный выбор. Чтобы получить воду, они должны были помнить свои недавние выборы и результаты.

Как и ожидалось, мыши чаще вылизывали воду из трубок, которые включались чаще. Иногда они также исследовали трубки, которые были отключены, время от времени облизывая их. По словам ученого, когда трубка с обильным количеством воды была отключена, мыши переключились на другую, недавно включенную трубку. 

Чтобы выяснить, где в мозге мыши хранят воспоминания о воде, ученые прикрепили микроэлектроды к их мозгу, которые измеряли скорость срабатывания так называемых «потенциалов действия» нейронов в префронтальной коре.

Пройдите ТЕСТ и узнайте, насколько вы удовлетворены качеством своей жизни

По словам автора исследования, скорость срабатывания потенциалов действия нейронов у мыши представляет собой внутреннюю когнитивную оценку выбора между двумя вариантами водяной трубки.

Базовая частота потенциалов действия в нейронах префронтальной коры составляет от 2 до 10 пиков в секунду. Но когда мыши думали, какую трубку выбрать, ученые обнаружили, что частота потенциальных действий в среднем составляет около 20 пиков в секунду у 80% нейронов префронтальной коры. Они также обнаружили, что чем дольше мышам приходилось выбирать между двумя трубками, тем сильнее замедлялись темпы потенциала действия в нейронах префронтальной коры. 

Во время принятия мышами решения ученые также отметили повышенную электрическую передачу сигналов в дорсомедиальном стриатуме – структуре внутри базальных ганглиев, области в середине мозга, связанной с движением.

Команда ученых планирует дальнейшее изучение того, как нейроны префронтальной коры соединяются с другими частями мозга, которые контролируют движение. Эта информация, вероятно, пролила бы свет на то, как быстро животные и люди учатся на своем опыте в мире.