Badanie pokazuje, że dynamika przyciągania w korze przedczołowej małp odzwierciedla pewność podejmowania decyzji

Kiedy ludzie podejmują decyzje, na przykład wybierając, co zjeść z menu, jaki rodzaj chmielu kupić w sklepie, na jakiego kandydata politycznego oddać głos itp., mogą być mniej lub bardziej pewni swojego wyboru. Jeśli jesteśmy mniej pewni siebie i w związku z tym stoimy w obliczu większej niepewności co do ich wyborów, nasze wybory również wydają się być mniej spójne, co oznacza, że ​​istnieje większe prawdopodobieństwo, że zmienimy zdanie przed podjęciem ostatecznej decyzji.

Chociaż neurobiolodzy od dziesięcioleci badają neuronalne podstawy podejmowania decyzji, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Na przykład sposób, w jaki obliczenia sieci neuronowej wspomagają podejmowanie decyzji przy różnych poziomach pewności, jest nadal słabo poznany.

Naukowcy z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego w Bethesda w stanie Maryland przeprowadzili niedawno badanie na rezusach, którego celem było lepsze zrozumienie dynamiki sieci neuronowej powiązanej z pewnością w podejmowaniu decyzji. Ich papier, opublikowany W Normalna neuronaukaDostarcza dowodów na to, że krajobrazy energetyczne w korze przedczołowej mogą przewidywać spójność wyborów dokonywanych przez małpy, co z kolei jest oznaką zaufania zwierząt do swoich decyzji.

„Decyzje podejmowane są z różnym stopniem konsekwencji, a spójność tę można powiązać z pewnością, że dokonano najlepszego wyboru” – napisali w swoim artykule Siu Wang, Rossella Falcone i ich współpracownicy. „Prace teoretyczne sugerują, że dynamika przyciągania w sieciach może wyjaśniać spójność wyborów, ale sposób, w jaki jest ona wdrażana w mózgu, pozostaje niejasny. Dostarczamy dowodów, że krajobraz energetyczny wokół pul przyciągania w aktywności neuronowej populacji w korze przedczołowej odzwierciedla spójność wyborów”.

W neuronauce sieci atraktorów to dynamiczne sieci składające się z neuronów, które zbiegają się, aby utrzymać określone wzorce aktywności w czasie. Aby zbadać związek między dynamiką tych sieci a pewnością decyzji, badacze przeprowadzili serię eksperymentów na małpach.

Małpy te uczono wykonywania zadań związanych z podejmowaniem decyzji. Po wykonaniu tego zadania Wang, Falcone i ich współpracownicy zarejestrowali zewnątrzkomórkową aktywność neuronów w korze przedczołowej za pomocą dwustronnego implantu zawierającego osiem układów elektrod.

„Wyszkoliliśmy dwie małpy rezusy, aby podejmowały decyzje o akceptacji/odrzuceniu w oparciu o wcześniej wytrenowane wskazówki wizualne wskazujące oferty nagród o różnej wielkości i różne opóźnienia w przyznaniu nagrody” – wyjaśnili Wang, Falcone i ich współpracownicy w swoim artykule. „Małpy podejmowały spójne decyzje w przypadku bardzo dobrych i bardzo złych przejawów, ale decyzje były mniej spójne w przypadku przeciętnych przejawów. Analiza danych neuronowych wykazała, że ​​baseny przyciągania wokół wzorców aktywności odzwierciedlających te decyzje były bardziej strome niż w przypadku pokazy, które doprowadziły do ​​spójnych decyzji.”

Warto zauważyć, że temu zespołowi badaczy udało się powiązać obliczenia wykonywane przez sieci neuronowe w korze przedczołowej ze spójnością decyzji. Ich obserwacje sugerują, że dynamika neuronów w korze przedczołowej pozwala przewidzieć, jak szybko małpy zareagują na zadanie związane z podejmowaniem decyzji i na ile spójne będą ich decyzje, a oba te czynniki wiążą się z wyższym poziomem pewności decyzji.

Chociaż ustalenia zespołu mają charakter wstępny, podkreślają one potencjał badania wielu neuronów zarejestrowanych jednocześnie w celu rzucenia więcej światła na konkretne aspekty procesu decyzyjnego. W przyszłości ich praca może utorować drogę do nowych, ważnych odkryć dotyczących tego, jak pewność decyzji znajduje odzwierciedlenie w dynamice sieci przyciągania i obliczeniach wykonywanych w mózgu.