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 · 13:15

Nowe kwantowe podejście zwiększa efektywność systemów TPV, przekształcając ciepło w energię elektryczną

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.