Neurologai atrado smegenų ląsteles, kurios sudaro kelias koordinačių sistemas, kad pasakytų mums, kur mes esame. Šios ląstelės gali atlikti skirtingas veiksmų sekas, kaip ir muzikos dėžutė gali būti sukonfigūruota taip, kad grotų skirtingos tonų sekos.
Rezultatai padeda mums suprasti algoritmus, kuriuos smegenys naudoja lanksčiai generuoti sudėtingą elgesį, pvz., planavimą ir samprotavimą, ir gali būti naudingi norint suprasti, kaip tokie procesai vyksta neteisingai esant psichikos sąlygoms, tokioms kaip šizofrenija.
Tyrimas, paskelbtas m Gamta, aprašoma, kaip Sainsbury Wellcome centro UCL ir Oksfordo universiteto mokslininkai tyrinėjo peles, besimokančias skirtingų elgesio sekų, bet turinčių tą pačią struktūrą. Tai leido komandai atskleisti, kaip pelės apibendrina struktūras naujoms užduotims, o tai yra protingo elgesio požymis.
„Kiekvieną dieną mes sprendžiame naujas problemas apibendrindami savo žinias. Paimkite, pavyzdžiui, maisto gaminimą. Susidūrę su nauju receptu, galite remdamiesi savo turimomis žiniomis apie panašius receptus, kad nuspręstumėte, kokių veiksmų reikia imtis, net jei niekada to nedarėte. prieš valgį“, – sakė dr. Mohamady El Gaby, pirmasis tyrimo autorius ir neurologas podoktorantas Behrens laboratorijoje Sainsbury Wellcome centre UCL ir Nuffieldo klinikinių neurologijos katedroje, Oksfordo universitete.
„Mes norėjome išsamiai suprasti, kaip smegenys tai pasiekia, ir iš šios smegenų veiklos padaryti išvadą apie algoritmus, naudojamus šiai problemai išspręsti.”
Tyrėjai davė pelėms keturias tikslo vietas. Nors sekų detalės buvo skirtingos, bendra struktūra buvo tokia pati. Pelės judėjo tarp tikslo vietų (ABC ir D), kurios kartojosi kilpa.
„Patyrusios pakankamai sekų, pelės padarė kažką nepaprasto – jos atspėjo dalį sekos, kurios anksčiau nebuvo patyrusios. Pirmą kartą pasiekusios D naujoje vietoje, jos žinojo, kad turi grįžti tiesiai į A. Šis veiksmas galėjo t nebuvo prisiminta, nes tai niekada nebuvo patirta. Vietoj to, tai įrodo, kad pelės žino bendrą užduoties struktūrą ir gali sekti savo „poziciją“ elgesio koordinatėse“, – aiškina dr. El Gaby.
Norėdami suprasti, kaip pelės išmoko bendrą užduoties struktūrą, mokslininkai naudojo silicio zondus, kurie leido užfiksuoti kelių atskirų ląstelių veiklą iš smegenų srities, vadinamos medialine priekine žieve. Jie nustatė, kad ląstelės kartu nubrėžė gyvūno „tikslo progresą“. Pavyzdžiui, viena ląstelė gali užsidegti, kai gyvūnas yra 70% kelio iki tikslo, neatsižvelgiant į tai, kur yra tikslas ir kiek toli reikia jį pasiekti.
„Mes nustatėme, kad ląstelės stebėjo gyvūno elgesio padėtį, palyginti su konkrečiais veiksmais. Jei pagalvosime apie gaminimo analogiją, ląstelėms rūpėjo pažanga siekiant papildomų tikslų, pavyzdžiui, daržovių pjaustymas. Ląstelių pogrupis taip pat buvo suderintas, kad būtų galima nustatyti pažangą siekiant Bendras tikslas, pvz., baigti ruošti maistą, „tikslo progreso“ ląstelės efektyviai veikia kaip lankstūs blokai, kurie kartu sukuria elgesio koordinačių sistemą“, – sakė daktaras El Gaby.
Tiesą sakant, komanda nustatė, kad ląstelės sudaro kelias koordinačių sistemas, kurių kiekviena nurodo gyvūnui, kur ji yra konkretaus veiksmo atžvilgiu. Panašiai kaip muzikos dėžutė, kurią galima sukonfigūruoti groti bet kokią tonų seką, smegenys gali „groti“ elgesio veiksmus.
Šiuo metu komanda stengiasi suprasti, kaip šie veiklos modeliai yra integruoti į smegenų ryšius, tiek mokantis naujo elgesio, tiek kaip jie pradeda atsirasti besivystančiose smegenyse. Be to, ankstyvas grupės ir jų bendradarbių darbas rodo, kad sveikų žmonių smegenų veikla yra panaši.
Tai paskatino komandą dirbti su psichiatrais, kad suprastų, kaip šie procesai paveikiami tokiomis sąlygomis kaip šizofrenija, kuri, kaip žinoma, apima tas pačias smegenų grandines. Tai gali padėti paaiškinti, kodėl šizofrenija sergantys žmonės pervertina savo pažangą siekiant užsibrėžtų tikslų ir sukelia kliedesius.