Odkryto sieci decyzyjne mózgu: jak mózg przetwarza informacje sensoryczne w działania fizyczne u myszy.

WarsawNaukowcy z Sainsbury Wellcome Centre na UCL odkryli, jak bodźce sensoryczne przekształcają się w działania motoryczne u myszy, angażując przy tym różne obszary mózgu. Ich badania, opublikowane w czasopiśmie Nature, ukazują, że proces podejmowania decyzji zachodzi w całym mózgu i jest pod wpływem uczenia się. Użyli zaawansowanych sond Neuropixels do rejestrowania aktywności setek neuronów w różnych obszarach mózgu podczas zadania wymagającego podejmowania decyzji przez myszy.

Badania te wskazują, że:

Żaden pojedynczy obszar mózgu nie jest odpowiedzialny za integrację dowodów sensorycznych. Neurony uczestniczące w podejmowaniu decyzji są rozmieszczone rzadko, ale szeroko w całym mózgu. Proces uczenia się zmienia sposób, w jaki informacje sensoryczne są przetwarzane i integrowane w mózgu.

Naukowcy wykorzystali sondy Neuropixels do pomiaru aktywności mózgu z ponad 15 000 komórek w 52 obszarach mózgu wytrenowanych myszy. W eksperymencie myszy musiały pozostać nieruchome i reagować na zmieniające się wzorce wizualne, aby otrzymać nagrodę. Taka konfiguracja pozwoliła naukowcom wyraźnie odróżnić przetwarzanie sensoryczne od kontroli motorycznej, oferując szczegółowy wgląd w procesy podejmowania decyzji.

Niewyszkolone myszy, które nie opanowały zadania, głównie wykorzystywały obszary wzrokowe i niektóre rejony śródmózgowia do przetwarzania bodźców wzrokowych. Natomiast u wytrenowanych myszy zauważono aktywność obejmującą cały mózg, co sugeruje, że nauka pomaga rozłożyć wysiłek umysłowy potrzebny do podejmowania decyzji.

Zobacz również:

Dzisiaj · 22:25

Hipokamp jako klucz do opanowywania ruchów precyzyjnych

Badania te niosą ze sobą istotne wnioski. Podważają stary pogląd, że określone obszary mózgu odpowiadają za konkretne zadania. Zamiast tego wskazują, że mózg działa w sposób bardziej zintegrowany, z różnymi obszarami współpracującymi przy przetwarzaniu informacji i kontroli zachowań. To podejście wspiera teorię, że złożone zadania są zarządzane przez różne, nachodzące na siebie sieci mózgowe, co zapewnia ich niezawodne i elastyczne wykonywanie.

Odkrycia te mogą zrewolucjonizować sztuczną inteligencję, pomagając w tworzeniu bardziej elastycznych i rozproszonych sieci. Współczesne modele AI zazwyczaj polegają na scentralizowanych systemach realizujących określone zadania. Nawiązując do sposobu, w jaki mózg podejmuje decyzje, można stworzyć sztuczną inteligencję, która lepiej radzi sobie z niepewnymi lub zmiennymi danymi.

Badanie pozwala nam zrozumieć, w jaki sposób określone części mózgu łączą to, co odczuwamy, z tym, jak działamy. Znajomość tych połączeń jest kluczowa dla opracowywania terapii zaburzeń mózgu, które wpływają na podejmowanie decyzji i przetwarzanie sensoryczne.

Badacze zamierzają badać, jak zmieniają się neurony w miarę postępów w nauce. Planują również sprawdzić, w jaki sposób oczekiwania wpływają na przetwarzanie informacji sensorycznych, dążąc do lepszego zrozumienia, jak cały mózg podejmuje decyzje.

Badania te pomagają nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób mózg podejmuje decyzje w elastyczny i rozproszony sposób. Daje to również nowe możliwości rozwoju zarówno w dziedzinie neurobiologii, jak i sztucznej inteligencji.