محققان بینش‌های جدیدی را در مورد نحوه تعامل سلول‌های مغز یا نورون‌ها در هنگام تصمیم‌گیری و اینکه چگونه پیوند بین این نورون‌ها می‌تواند یک تصمیم را تقویت کند، کشف کرده‌اند.
به گزارش تکناک، این مطالعه که بر روی موش‌ها و توسط دانشمندان علوم اعصاب در دانشکده پزشکی هاروارد انجام شد، اولین مطالعه‌ای است که تجزیه و تحلیل‌های ساختاری، عملکردی و رفتاری را برای بررسی اینکه چگونه اتصالات نورون به نورون از تصمیم‌گیری پشتیبانی می‌کند، ترکیب می‌کند.
چانگ آن لی، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: چگونگی سازماندهی مغز برای کمک به تصمیم‌گیری یک سؤال اساسی و بزرگ است و مدارهای عصبی در نواحی مغز یعنی نحوه اتصال نورون‌ها به یکدیگر که برای تصمیم‌گیری مهم هستند، هنوز به خوبی شناخته نشده‌اند.
در این تحقیق، موش‌ها وظیفه داشتند انتخاب کنند که در پیچ و خم کدام مسیر را برای یافتن جایزه انتخاب کنند. محققان به این نتیجه رسیدند که تصمیم موش برای رفتن به چپ یا راست، گروه‌های متوالی نورون‌ها را فعال می‌کند و به سرکوب نورون‌های مرتبط با انتخاب مخالف منجر می‌شود.
لی گفت: این ارتباطات خاص بین گروه‌هایی از نورون‌ها ممکن است با بستن مسیرهای عصبی برای گزینه‌های جایگزین، به شکل‌گیری تصمیم‌ها کمک کند.
یک همکاری پربار
محققان از موش‌ها برای مطالعه جنبه‌های رفتاری و عملکردی تصمیم گیری استفاده کردند. آزمایش‌های معمولی شامل قرار دادن موش در پیچ و خم با استفاده از یک دستگاه واقعیت مجازی و ثبت فعالیت عصبی در هنگام تصمیم‌گیری است. چنین آزمایش‌هایی نشان داده‌اند که مجموعه‌های متمایز اما در هم آمیخته‌ای از نورون‌ها، زمانی که یک حیوان چپ و راست را انتخاب می‌کند، فعال می‌شوند.
لی در زمینه جدیدی از علوم اعصاب به نام کانکتومیکس کار می‌کند که هدف آن ترسیم کامل ارتباطات بین نورون‌های مغز است. او گفت که هدف این است که بفهمیم کدام نورون‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و اینکه نورون‌ها چگونه در شبکه‌ها سازماندهی می‌شوند.
هاروی که یکی دیگر از محققان این مطالعه بود به همراه لی، تخصص خود را ترکیب کردند و توانستند انواع مختلف نورون‌های دخیل در تصمیم‌گیری و نحوه اتصال این نورون‌ها را عمیق‌تر بررسی کنند.
انتخاب جهت
مطالعه جدید بر روی ناحیه‌ای از مغز به نام قشر جداری خلفی متمرکز شد؛ چیزی که لی به عنوان یک پلتفرم یکپارچه توصیف می‌کند که اطلاعات جمع‌آوری شده توسط حواس مختلف را دریافت و پردازش می‌کند تا به حیوانات در تصمیم‌گیری کمک کند.
لی گفت: ما علاقه‌مند بودیم بفهمیم که چگونه دینامیک عصبی در این ناحیه مغز که برای تصمیم‌گیری ناوبری مهم است، ایجاد می‌شود.
وی افزود: ما به دنبال قوانین اتصال هستیم که اصول ساده‌ای هستند که پایه‌ای برای محاسبات مغز در هنگام تصمیم‌گیری فراهم می‌کنند.
آزمایشگاه هاروی در حالی که موش‌ها با سیستم واقعیت مجازی در یک پیچ و خم T شکل می‌چرخیدند، فعالیت عصبی را ثبت کرد. یک نشانه که چند ثانیه قبل از آن اتفاق افتاد، به موش‌ها نشان داد که آیا پاداش در سمت چپ یا راست T قرار دارد.
محققان با ترکیب روش‌ها، نورون‌های تحریک‌کننده یعنی آنهایی که سلول‌های دیگر را فعال می‌کنند را از نورون‌های مهاری که سلول‌های دیگر را سرکوب می‌کنند، متمایز کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که وقتی موش تصمیم گرفت به راست بپیچد، مجموعه خاصی از نورون‌های تحریکی شلیک می‌شوند و این نورون‌هایی که گردش به راست کردند، مجموعه‌ای از نورون‌های بازدارنده را فعال می‌کنند که فعالیت در نورون‌هایی که چرخش به چپ می‌کنند را مهار می‌کنند. برعکس این قضیه زمانی بود زمانی که یک موش تصمیم گرفت به چپ بپیچد.
لی گفت: از آنجایی که حیوان در حال یک انتخاب است، تنظیمات مدار عصبی ممکن است با سرکوب انتخاب‌های دیگر به تثبیت آن انتخاب کمک کند. این تنظیمات ممکن است مکانیزمی باشد که به حیوان کمک می‌کند تصمیم خود را حفظ کند و از تغییر ذهنیت جلوگیری کند. این یافته‌ها باید در انسان نیز تایید شوند.
محققان مسیرهای بسیاری را برای تحقیقات آینده می‌بینند. یکی از این مسیرها، کاوش در ارتباط بین نورون‌های دخیل در تصمیم‌گیری در سایر مناطق مغز است.
این یافته ها اخیرا در مجله Nature منتشر شده است.
