Nuolat besikeičiančiame pasaulyje gyvūnai, įskaitant žmones, turi greitai prisitaikyti prie aplinkos ir išmokti priimti sprendimus, kurie leistų pasiekti geriausių įmanomų rezultatų. Daugeliu atvejų tokio tipo mokymasis vyksta per tiesioginę patirtį; Kai gyvūnai susiduria su pasirinkimu tarp dviejų konkrečių daiktų ar įvykių, jie naudojasi ankstesne patirtimi, susijusia su tomis pačiomis galimybėmis.
Tačiau gyvūnai, kurių smegenys labiau išsivysčiusios, pavyzdžiui, beždžionės ir beždžionės, taip pat gali daryti išvadą apie sprendimo rezultatą, pagrįstą žiniomis apie panašias praeities situacijas, net jei anksčiau nebuvo tiesiogiai patyrę tų konkrečių galimybių. Taigi sprendimų priėmimo procesas dažnai apima pusiausvyrą tarp patirtimi ir žiniomis pagrįstų elgesio strategijų.
Primatų smegenų orbitofrontalinė žievė (OFC) yra atsakinga už šį balansavimo veiksmą. Jis ne tik tiesiogiai dalyvauja priimant sprendimus, bet ir padeda „atnaujinti“ vidines vertybes, kurias primatai naudoja siekdami įvertinti, koks geras pasirinkimas.
Be to, atrodo, kad OFC būtina norint teisingai įvertinti galimybes, su kuriomis asmuo neturi tiesioginės patirties. Nepaisant šių žinių, tikslūs OFC vaidmenys priimant sprendimus ir tai, ar skirtingi vaidmenys priklauso nuo atskirų neuronų kelių, lieka neaiškūs, taip pat gana sunku ištirti.
Laimei, kaip rašoma straipsnyje, paskelbtame m Gamtos komunikacijos 2024 m. rugpjūčio 28 d. internete, tyrėjų komandai iš Japonijos pavyko išsiaiškinti šią problemą.
Naudodami pažangiausią metodą, kurį anksčiau sukūrė komanda, jie selektyviai įjungė ir išjungė skirtingus neuronų kelius, kylančius iš OFC beždžionėms, atlikdami naujai sukurtas elgesio užduotis, atskleisdamos jų nepriklausomas funkcijas. Šiam tyrimui vadovavo Kei Oyama ir grupės vadovas Takafumi Minamimoto, abu iš Nacionalinių kvantinių mokslų ir technologijų institutų.
Eksperimentams naudotose elgesio užduotyse makakos beždžionės turėjo pasirinkti vieną iš dviejų joms pateiktų vaizdų, o iš anksto nustatytas sulčių kiekis buvo suteiktas kaip atlygis, priklausomai nuo atrankos. Netrukus beždžionės išmoko susieti vaizdus su gaunamų sulčių kiekiu.
Tyrėjai periodiškai keisdavo gyvūnams pateiktų vaizdų rinkinį ir taip pat pakeisdavo atlygio vertes, todėl blogiausi variantai taptų geriausiu ir atvirkščiai. Apskritai šios užduotys patikrino beždžionių gebėjimą mokytis iš patirties (bandymų ir klaidų būdu) ir susidoroti su joms pažįstamomis situacijomis (žiniomis pagrįstos išvados).
Beždžionėms atliekant šias užduotis, mokslininkai panaudojo genetiškai įvestą cheminį jungiklį, vadinamą chemogenetiniu receptoriumi, kuris galėtų veiksmingai įjungti ir išjungti OFC neuronus, kai buvo skiriamas konkretus vaistas. Vadovaudamasi kompiuterine tomografija, pozitronų emisijos tomografija ir magnetinio rezonanso tomografija, komanda galėjo įvertinti vietinio vaisto, kuris laikinai nutildė skirtingus neuronų kelius, kilusius iš OFC, poveikį.
Stebėdami, kaip pasikeitė beždžionių veikimas, mokslininkai galėjo nustatyti šių takų funkcijas. Jie nustatė, kad OFC kelias, jungiantis su uodeginiu branduoliu, yra būtinas patirtimi pagrįstai adaptacijai, o OFC kelias, jungiantis su mediodorsaliniu talamu, yra svarbus žiniomis pagrįstoje adaptacijoje.
Kadangi beždžionių smegenys savo struktūra stebėtinai panašios į mūsų pačių, iš šių radinių galima padaryti svarbių išvadų, svarbių žmonėms.
„Viena iš pagrindinių mūsų darbo pasekmių yra ta, kad ji gali padėti paaiškinti, kodėl asmenys skirtingai vertina tą pačią situaciją. Kai kurie žmonės gali labiau pasikliauti bandymais ir klaidomis, o kiti renkasi sistemingesnį požiūrį, pagrįstą ankstesnėmis žiniomis”, – sako Minamimoto. .
„Šie mąstymo stilių skirtumai arba „mąstymo modeliai“ gali būti susiję su tuo, kaip kiekvieno žmogaus smegenys suaktyvina šias konkrečias grandines, o šių variacijų supratimas galėtų padėti mums sukurti asmenines strategijas, kaip pagerinti sprendimų priėmimo ir problemų sprendimo įgūdžius tiems, kurie gali. kovoja su vienu konkrečiu mąstymo tipu“.
Be to, tikslių smegenų struktūrų vaidmenų supratimas yra nepaprastai naudingas tiriant neuropatologijas ir psichikos sutrikimus.
„Mūsų išvados galėtų prisidėti prie naujų psichikos ir neurologinių sutrikimų, tokių kaip obsesinis-kompulsinis sutrikimas, kai pacientams sunku prisitaikyti prie besikeičiančių situacijų, gydymo būdų. Nukreipdami į specifines smegenų grandines, susijusias su šiose dviejose strategijose, galime sukurti veiksmingesnius gydymo būdus. padėti atkurti subalansuotą mąstymą“, – sako Oyama.
„Galiausiai, mūsų tyrimai taikomi dirbtinio intelekto ir robotikos srityse, kur šis smegenų grandinių supratimas gali įkvėpti labiau prisitaikančias sistemas, kurios, priklausomai nuo situacijos, perjungia skirtingus problemų sprendimo būdus.
Nors smegenys neabejotinai yra vienas didžiausių galvosūkių žinomoje visatoje, tokie tyrimai yra žingsnis link aiškesnio vaizdo, kaip jos veikia po gaubtu, tiek mūsų, tiek kitų gyvūnų galvose.
Teikia Nacionaliniai kvantinio mokslo ir technologijų institutai