Ce se întâmplă în creier în timpul luării unei decizii

Zilnic luăm decizii fără să le observăm: o luăm la stânga sau la dreapta, ne oprim sau mergem mai departe, alegem un produs sau un altul de la magazin și așa mai departe. În timpul prelucrării acestor decizii, creierul evaluează informațiile senzoriale și abia atunci generează un comportament. Pentru prima dată, oamenii de știință de la Institutul de Neurobiologie Max Planck au putut urmări un astfel de proces de luare a deciziilor pe creierul unui vertebrat. Noua lor abordare arată cum și unde creierul peștilor zebra iau în considerare mișcarea mediului din jur pentru a lua o decizie să înoate într-o direcție specifică.

Peștii tineri sunt mici. Creierul lor nu este cu mult mai mare decât cel al unei muste și aproape transparent. „Prin urmare, putem privi întregul creier și să vedem ce se întâmplă, de exemplu, când se ia o decizie”, explică Elena Dragomir, care a făcut exact acest lucru. „Primul pas a fost să găsim o paradigmă comportamentală pe care am putea să o folosim pentru a studia luarea deciziilor”, spune Elena Dragomir. Alte specii de animale, de exemplu, sunt prezentate ca puncte care se mișcă mai mult sau mai puțin într-o direcție. Animalele pot fi instruite pentru a-și arăta decizia cu privire la direcția de mișcare a punctelor și, dacă este corect, primesc o recompensă, arată medicalxpress.com.

Neurobiologii de la grupul Ruben Portugues au adaptat acum această configurație experimentală pentru peștele zebra. „Trucul este că folosim un comportament de încredere numit răspuns optomotor ca o citire a deciziei peștelui”.

Dacă un pește este în derivă într-un curent, o imagine a mediului trece prin fața ochii lui. Peștii vor înota în direcția fluxului optic perceput pentru a preveni deriva. Punctele în mișcare pot declanșa acest răspuns optomotor în laborator, iar peștele se va întoarce fie spre stânga, fie spre dreapta, în funcție de direcția punctelor în mișcare. „De asemenea, putem varia dificultatea deciziei, modificând puterea stimulului vizual”, explică Ruben Portugues. "Dacă un procent mai mare de puncte se deplasează într-o direcție, peștele se va întoarce mai repede și mai sigur în direcția corectă."

Prin microscop, cercetătorii au putut observa cum creierul de pește înregistrează punctele în mișcare și integrează în timp această mișcare direcțională. După ce au fost acumulate suficiente dovezi, aceasta declanșează apoi o decizie de a înota în direcția percepută a punctelor în mișcare.

De ce e importantă direcția în care se mută punctele

Decizia cu privire la când și în ce direcție se va întoarce peștele se corelează cu modelul de mișcare al punctelor. "Acest lucru ar putea dura până la câteva secunde și, cu siguranță, nu este un reflex, ceea ce este un răspuns imediat la un stimul senzorial", explică Vilim Stih, coautorul studiului. „Această acumulare de informații senzoriale de-a lungul timpului este, de asemenea, parte a modelelor de luare a deciziilor la alte specii de animale. ”Spre deosebire de aceste specii, cercetătorii sunt capabili să cartografieze aproape toate regiunile cerebrale care contribuie la acest proces de decizie în peștii larvă.

Grupurile neuronale din regiunea pretectum/talamus, de exemplu, pot procesa intrarea vizuală. Neuronii din creierul posterior declanșează probabil mișcările de cotitură și înot. În „nucleul interpeduncular” (IPN), cercetătorii au descoperit modele de activitate care s-au corelat puternic cu rata de virare a peștilor. Cu comportamentul lor integrat, neurofiziologia și abordarea modelării, cercetătorii bazate pe Martinsried au creat posibilități complet noi pentru investigarea fluxului de informații în timpul luării deciziilor în creierul vertebratelor.

Studiul este publicat în Nature Neuroscience.