Учёные Массачусетского технологического института выяснили, как мозг перестраивает представление об имеющихся вариантах по мере принятия решения. Исследование провели нейробиологи из Института обучения и памяти Пикауэра. Его результаты опубликованы в журнале iScience, о чём сообщается на сайте MIT News.
Эксперимент провели с двумя животными, которых обучили выбирать взглядом одну из двух целей на экране. Каждой цели соответствовала определённая награда, однако варианты и их ценность показывали по очереди: сначала первую цель, затем её значение, после этого вторую цель и её значение. Во время игры исследователи регистрировали электрическую активность сотен нейронов в латеральной префронтальной коре — области, связывающей варианты, их ценность и действия.
Для расшифровки сигналов команда использовала специальные алгоритмы. Анализ показал, что нейроны объединяются во временные функциональные ансамбли, совместная активность которых кодирует направление цели и размер награды. До выбора такие ансамбли различали варианты по порядку их появления. После принятия решения система переходила к другой схеме: выбранные цели представлялись сходным образом независимо от того, показывали их первыми или вторыми, а невыбранные сохраняли отдельное представление.
«Мозг не просто статично удерживает информацию. На протяжении всего процесса принятия решения он гибко перестраивает представление данных в соответствии с меняющимися требованиями задачи», — сказала ведущий автор работы Хуиди Ли, аспирантка лаборатории Эрла Миллера. По словам старшего автора исследования, профессора Миллера, разные нейронные ансамбли и мысли остаются отделёнными друг от друга, что предотвращает их взаимное влияние.
Исследователи считают, что единый способ кодирования выбранных целей может облегчать передачу решения в другие отделы мозга, отвечающие за действие. В данном эксперименте это означало направление взгляда на выбранную цель. При этом состав ансамблей не был постоянным: один и тот же нейрон в разных раундах мог участвовать в представлении разных вариантов, поэтому речь идёт о временных объединениях многофункциональных клеток.
Работа также показала, что мозг сохраняет раздельные воспоминания как о выбранном, так и о невыбранном варианте. Это может помогать оценивать последствия решений и учиться на них, например запоминать, что выбор второй цели в третьем раунде принёс награду. Помимо Ли и Миллера, авторами статьи стали Николаос Хрисантидис, Скотт Бринкат и Йонас Роуз; исследование поддержали Управление военно-морских исследований США, Исследовательское управление армии США, Freedom Together Foundation и Национальные институты здоровья.