Avslöjad: globala hjärnbeslutsnätverk visar hur möss omvandlar sensorisk information till handlingar.

StockholmForskare vid Sainsbury Wellcome-centret på UCL har upptäckt hur sensorisk input förvandlas till motorisk handling hos möss, vilket inbegriper flera hjärnområden. Deras studie, publicerad i Nature, visar att beslutsfattande sker i hela hjärnan och påverkas av inlärning. De använde avancerade Neuropixels-prober för att registrera aktivitet från hundratals neuroner i olika hjärnområden medan mössen utförde en uppgift som innefattade beslutsfattande.

Denna undersökning visar att:

• Ingen enskild del av hjärnan har ansvaret för att integrera sensorisk information.
• Nervceller som deltar i beslutsfattande är glesa men spridda över hela hjärnan.
• Lärande förändrar hur sensorisk information bearbetas och integreras i hjärnan.

Forskarna använde Neuropixels-prober för att mäta hjärnaktivitet från över 15 000 celler i 52 olika hjärnområden hos tränade möss. I experimentet skulle mössen vara stilla och reagera på förändrade visuella mönster för att få en belöning. Detta upplägg gjorde det möjligt för forskarna att tydligt skilja mellan sensorisk bearbetning och motorisk kontroll, vilket gav en detaljerad insikt i beslutsfattande processer.

Otränade möss, som inte hade lärt sig uppgiften, använde främst visuella och vissa områden i mellanhjärnan för att bearbeta visuella stimulin. Däremot visade tränade möss hjärnaktivitet som involverade hela hjärnan, vilket indikerar att lärande hjälper till att fördela den mentala ansträngningen som behövs för beslutsfattande.

Denna studie har betydande konsekvenser. Den utmanar den gamla idén att vissa delar av hjärnan är ansvariga för specifika uppgifter. Istället visar den att hjärnan fungerar på ett mer sammanhängande sätt, där flera områden samarbetar för att hantera information och kontrollera beteendet. Denna syn stöder teorin att komplexa uppgifter hanteras av olika överlappande hjärnnätverk för att säkerställa att uppgifterna utförs på ett tillförlitligt och flexibelt sätt.

Läs också:

Idag · 22:25

Studie: Hippocampus är nyckeln till att bemästra rörelser

Upptäckterna kan förändra artificiell intelligens genom att bidra till skapandet av mer flexibla och distribuerade nätverk. Nuvarande AI-modeller förlitar sig vanligtvis på centraliserade system för specifika uppgifter. Genom att efterlikna hjärnans sätt att fatta beslut kan AI hantera osäker eller föränderlig data på ett bättre sätt.

Studien hjälper oss att förstå hur vissa delar av hjärnan sammanbinder våra sinnesintryck med vårt handlande. Att förstå dessa kopplingar är viktigt för att utveckla behandlingar för hjärnsjukdomar som påverkar beslutsfattande och sensorisk bearbetning.

Forskare planerar att undersöka hur neuroner förändras med tiden när man lär sig. De vill också undersöka hur förväntningar påverkar vår bearbetning av sinnesintryck och hoppas få en bättre förståelse för hur hela hjärnan fattar beslut.

Denna forskning bidrar till en bättre förståelse av hur hjärnan fattar beslut på ett flexibelt och utspritt sätt. Denna insikt öppnar också nya möjligheter för framsteg inom både neurovetenskap och artificiell intelligens.