При переходе улицы, в какую сторону вы впервые повернуть голову, чтобы проверить для встречного движения? Это решение зависит от контекста, где вы находитесь. Пешеход в Соединенных Штатах смотрит налево для автомобилей, но один в Соединенном Королевстве выглядит правильно. Группа ученых из Института Колумбии Цукерман занимается изучением того, как животные используют контекст при принятии решений. И сейчас, новейшие результаты исследования связана эта способность к неожиданному региона мозга у мышей: участок, называемый передней латеральной моторной коры, аим, раньше думал, что в первую очередь руководство и план движения.
Это открытие, опубликованное сегодня в Невроне, придает новое понимание мозга удивительную способность принимать решения. Гибкое принятие решений-это важный инструмент для понимания нашего окружения, это позволяет нам по-разному реагируют на одинаковую информацию, принимая во внимание контекст.
«Контекстно-зависимого принятия решений является строительным блоком высших психических функций у человека», — сказал нейробиолог Майкл Shadlen, доктор медицинских наук, профессор, бумага соавтор старший автор исследования Ричард Аксель, доктор медицинских наук. «Наблюдая этот процесс в моторной области мозга мыши, как мы делали с сегодняшнего исследования, ставит нас на шаг ближе к пониманию когнитивных функций на уровне клеток головного мозга и цепей».
«Если кто-то стоит слишком близко ко мне на безлюдной улице, я могу попытаться убежать, но если же событие произошло в переполненном вагоне метро, я чувствую, нет такой опасности», — сказал нейробиолог и первый автор Чжэн (Герберт) Ву, кандидат наук. «Мое решение двигаться или не двигаться-это зависит от контекста, где я нахожусь; это дает основание за решения, которые я принимаю.»
Чтобы исследовать, как мозг достигает этого контекстно-зависимого гибкость, группы обследовали несколько областей мозга, предназначенных для обработки и интеграции сенсорной информации, но не нашел критической области, чтобы быть частью моторной коры называют Альм. Предыдущие эксперименты предположили, что ALM имеет относительно простую работу: его движения направляющих мышь язык и мышцы лица.
Опираясь на это понимание, исследователи разработали новый эксперимент, который требуется мыши, чтобы сделать гибкие решения, используя свои языки и их обонятельной системы, которая направляет их обоняние. В ходе эксперимента мыши впервые столкнулся один запах. Мышь пришлось вспомнить этот запах, потому что после короткой паузы, затем ученые пыхтели во-вторых запах через ноздри мыши. Если обе запахи были такими же, мышь пришлось лизнуть трубу влево, чтобы попасть вода. Если два запаха были разные, надо было лизать трубу справа.
Предыдущие работы на эту типа «отложенный матч в Примере» теста позволяют рассчитывать, что мышь будет использовать участки мозга, посвященный запахом восприятия, чтобы принять решение о том, куда лизнуть. Записи активности головного мозга из этих районов, как представляется, подтверждают этот механизм.
«Исходя из этих записей, можно было бы предположить, что эти области мозга имеют ответа, когда мышь получает второй запах,» сказал д-р Shadlen. «Все, что осталось сделать, это передать, что ответ на моторной системы мозга производить соответствующие лизнуть ответ на левый или правый».
Если бы это было так, то мотор площадь не должна играть свою роль до второй запах, и мыши решает два запаха являются одинаковыми или разными. Доктор Ву придумал хитрый способ, чтобы проверить это предсказание. Он выключил животных Альм пока только до второй запах был отдан, поворачивая АЛМ раз для мышей, чтобы получить ответ.
«По стандартному мнению, мышей должно было быть равнодушным к этой манипуляции, так как их обонятельной системы остались нетронутыми», — сказал д-р Shadlen. «Вместо этого они были нарушены в задаче».
«Наши результаты показывают, что Альм был обязан решить вопрос о том, два запаха были совпадения и затем решить, где лизать, заставляет нас существенно пересмотреть то, что мозг делает, чтобы принимать такие решения», — сказал доктор Ву.
Альм не было известно, что участвующие в восприятии запаха. Поэтому доктор Ву взял пристальный взгляд на клетки головного мозга в Альм. Он открыл новый тип нейронов в АЛМ очень близко к поверхности мозга, которая реагирует на первый запах. Он держит эту информацию до вторых запах получил.
Чтобы исследовать этот неожиданный результат, команда исследователей обратились к теоретическим нейробиолог Ашок Литвин-Кумар, кандидат медицинских наук, расследовать различные возможные механизмы, которые могли бы объяснить роль Альм.
«Общепринятое мнение гласило, что животных в обонятельной области мозга должны справиться с обработкой аромат сам по себе, а потом кормить информацию Альм, что бы потом проведите языком», — сказал д-р Литвин-Кумар. «Но данные, рассказали другую историю; первый запах выступает в качестве контекстной подсказки, грунтовка АЛМ, чтобы потом указать, что отношения, решая, в какую сторону лизать в ответ на второй аромат».
Сегодняшние данные, в то время как сфокусированный на АЛМ, имеют важное значение для того, как они могут сообщить ученых большего понимания работы мозга в целом.
«В конечном счете, мы хотим прояснить основополагающие принципы, которые объясняют простые действия, но что разросшаяся дать представление о высших когнитивных функций у людей,» сказал д-р Shadlen. «Важным шагом в достижении этой цели является, чтобы связать воедино знания о нейронах, цепей и поведения с использованием языков, биологии и математики. Этот совместный проект подчеркивает перспективность этой стратегии».