Способность мгновенно рассматривать противоречивую информацию из окружающей среды и решать, как действовать, необходима для выживания. Это также ключевая особенность психического здоровья.
Тем не менее, несмотря на его важность, очень мало известно о связях в мозге, которые дают нам возможность принимать эти доли секунды.Теперь, в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, исследователи из Института обучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте раскрывают схему в мозге, которая имеет решающее значение для управления нашей реакцией на противоречивые сигналы окружающей среды.Две области мозга — базолатеральное ядро миндалевидного тела и медиальная префронтальная кора — в течение некоторого времени участвовали в реакциях, связанных со страхом и поиском награды, по словам Кей Тай, доцента кафедры мозга и психики.
Когнитивные науки в Массачусетском технологическом институте и член Института обучения и памяти Пикауэра. Тай является старшим автором исследования вместе с постдоками Энтони Бургос-Роблесом и Эялем Кимчи, которые руководили исследованием.«Считается, что миндалина важна для эмоциональных процессов, а префронтальная кора головного мозга — для высших когнитивных процессов», — говорит Тай. «Итак, если я иду по улице и на меня лает собака, моя миндалина может немедленно отреагировать, когда я чувствую страх, но тогда я увижу, что собака прикована цепью, и моя префронтальная кора может помочь заставить мою миндалину замолчать».Однако, как именно эти две области взаимодействуют и как информация течет между двумя структурами для координации поведения перед лицом конкурирующих сигналов, остается неясным, говорит она.
Чтобы лучше понять механизмы, управляющие этим процессом, исследователи одновременно зарегистрировали активность нейронов как в базолатеральном ядре миндалины (BLA), так и в прелимбической (PL) медиальной префронтальной коре у крыс.Сначала исследователи пометили каждый набор нейронов светочувствительным белком под названием каналродопсин.Затем крысам было предложено выполнить задание, в котором им были представлены конкурирующие сигналы окружающей среды: один связан с сладкой наградой, а другой — с наказанием. Затем, когда исследователи пролили свет на две области мозга, они смогли определить, какие нейроны в BLA отправляли сообщения в PL.
Затем исследователи выяснили, насколько точно срабатывание этих нейронов может предсказать, как животное будет вести себя перед лицом противоречивых сигналов окружающей среды.Они обучили алгоритм машинного обучения, используя данные о том, как нейроны срабатывают, когда крысам предъявляют только сигнал вознаграждения или сигнал страха. Затем они протестировали алгоритм на данных из соревновательного задания, в котором крысам одновременно предъявлялись оба сигнала.
«Мы обнаружили, что нейроны BLA, которые напрямую соединяются с PL, работают намного лучше, чем другие нейроны BLA и другие нейроны PL, в прогнозировании поведения животных во время соревнований», — говорит Тай.Это говорит о том, что любая информация, передаваемая от BLA к PL, может предсказать, как будет действовать животное. «Маршрутизация информации из базолатерального ядра миндалины в префронтальную кору имеет решающее значение для принятия решений во время конфликта», — говорит Тай.
Это важно, потому что способность принимать правильные решения в условиях конфликта является фундаментальной, говорит она: «Все время нам преподносят положительные и отрицательные сигналы, и большую часть времени мы сами определяем. на что мы отвечаем ".Полученные данные также могут иметь значение для нашего понимания психических заболеваний, поскольку люди с психическими расстройствами не всегда могут делать верные суждения.Теперь исследователи надеются сотрудничать с другими командами для разработки вычислительной модели того, как две области мозга выполняют процесс принятия решений во время конфликта.
Затем эту модель можно было бы протестировать, чтобы узнать больше о задействованных механизмах.