Како мозак укључује нове информације у постављање циљева

Истраживачи Универзитета Принцетон идентификовали су како мозак укључује информације о новим ситуацијама у наше постојеће циљеве.

Користећи скенирање мозга људских добровољаца, истраживачи са Принцетон Неуросциенце Институте (ПНИ) открили су да се ажурирање циљева одвија у префронталном кортексу и чини се да укључује сигнале повезане са хемијском допамином у мозгу. Када су истраживачи магнетним импулсом прекинули активност у том делу мозга, добровољци нису могли да се пребаце на нови задатак када су играли игру која је захтевала да притисну дугме након што су на екрану искочила слова.

„Пронашли смо основни механизам који доприноси способности мозга да се концентрише на један задатак, а затим флексибилно пребаци на други задатак“, рекао је др Јонатхан Цохен, ко-директор ПНИ. „Оштећења у овом систему су од кључне важности за многе критичне поремећаје когнитивне функције, попут оних уочених код шизофреније и опсесивно-компулзивног поремећаја.“

Коен је објаснио да су постојећа истраживања показала да се, када се нове информације користе за ажурирање задатка, понашања или циља, те информације чувају у типу краткорочне меморије познате као радна меморија. Истраживачи, међутим, нису знали који су механизми били укључени у ажурирање ових информација.

Да би то сазнао, Кохенов истраживачки тим је користио функционалну магнетну резонанцу (фМРИ) за скенирање мозга добровољаца који су играли игру у којој су притискали одређено дугме у зависности од одређеног визуелног знака.

Ако је добровољац видео слово А пре него што је видео слово Кс, морао је притиснути тастер 1. Али ако је добровољац видео слово Б пре него што је видео Кс, учесник је морао притиснути тастер 2. А и Б су служили као нове информације које је особа користила за ажурирање циља одлучивања које дугме ће притиснути. Друга верзија задатка захтевала је од истих учесника да притисну тастер 1 када виде Кс, без обзира да ли је приказан А или Б.

Помоћу фМРИ истраживачи су детектовали активност у десном префронталном кортексу током задатака који су захтевали од учесника да се сете да ли су видели А или Б пре него што притисну тачно дугме, али не и током задатака где је учесник морао само да притисне дугме када то од њега затражи од Кс.

Ови резултати потврдили су налазе из претходне студије коју је водио Цохен, а која је користила другу методу скенирања за мерење времена активности мозга. Користећи електроенцефалографију (ЕЕГ), истраживачи су открили да је префронтални кортекс показао скок електричне активности мозга 150 милисекунди након што је учесник погледао слово А или Б.

За нову студију, истраживачи су показали да је префронтални кортекс заиста подручје мозга које је укључено у ажурирање радне меморије слањем кратког магнетног импулса у регион. Овај импулс је пореметио активност кортекса у тачно одређено време - како је открио ЕЕГ - истраживачи су сумњали да префронтални кортекс ажурира радну меморију.

Када су истраживачи увели пулс на десну страну префронталног кортекса отприлике 150 милисекунди након што су добровољци видели А или Б, учесници нису могли да притисну тачна дугмад, рекао је Цохен.

„Предвидели смо да ако импулс буде испоручен делу десног префронталног кортекса посматраном помоћу фМРИ, и у време када мозак ажурира своје информације како је открио ЕЕГ, тада субјекат неће задржати информације о А и Б, ометајући његов или њен учинак на задатку притискања дугмета ”, рекао је Цохен.

Коначно, истраживачи су истражили њихову теорију да допамин - природна хемикалија која учествује у мотивацији и награђивању - нове информације које улазе у префронтални кортекс означава као важне за ажурирање радне меморије и циљева.

Цохен и његов тим снимили су мождани регион назван средњи мозак који садржи гроздове нервних ћелија названих допаминергичка језгра која су извор већине допаминских сигнала у мозгу.

Користећи фМРИ високе резолуције, истраживачи су испитивали активност ових ћелија које ослобађају допамин у мозгу добровољаца ангажованих у игри. Истраживачи су открили да је активност у овим областима у корелацији са активношћу у десној префронталној кори и са способношћу добровољаца да притисну тачна дугмад.

„Изузетно је било то што су допамински сигнали корелирали и са понашањем наших добровољаца и њиховом можданом активношћу у префронталном кортексу“, рекао је Цохен. „Ова констелација налаза пружа снажне доказе да допаминергична језгра омогућавају префронталном кортексу да се држи информација релевантних за ажурирање понашања, али не и информација које то нису.“

Студију је објавио Зборник Националне академије наука.

Извор: Универзитет Принцетон