Обнаружены нейроны, кодирующие взаимосвязь между нашими действиями и полученным результатом

Принимая сложные решения, мы вынуждены учитывать множество факторов. Некоторые варианты сулят высокую награду, но сопряжены с потенциальными рисками; другие, напротив, кажутся безопаснее, однако ведут к меньшему вознаграждению. Ученые из Массачусетского технологического института (США) выяснили, какая область мозга участвует в этой сложной обработке информации. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи обнаружили группу нейронов в полосатом теле головного мозга, которая кодирует информацию о потенциальных результатах различных решений. Наиболее активны эти клетки становятся в том случае, когда решение приводит к результату, отличному от ожидаемого, — как благоприятному, так и нежелательному. Именно этот механизм позволяет нам адаптироваться к меняющимся обстоятельствам.

Полосатое тело — структура полушарий головного мозга. Свое название она получила из-за чередования полос белого и серого вещества, которое можно увидеть на срезах. Было известно, что полосатое тело играет ключевую роль в принятии решений, требующих оценки результатов действий. Чтобы подробнее исследовать эти процессы, исследователи учили лабораторных мышей крутить колесо вправо и влево. Животные получали награждение в виде сладкой воды или наказание, заключавшееся в дуновении холодного воздуха. Грызуны учились оптимизировать свое поведение, однако на протяжении обучения ученые меняли вероятность получения награды или наказания, поэтому подопытным нужно было корректировать свои действия.

После этого авторы работы фиксировали активность нейронов в полосатом теле. Они ожидали выявить нейронную активность, отражающую потенциально полезные и опасные действия. Однако оказалось, что многие нейроны полосатого тела кодировали взаимосвязь между действием и результатом. Эти клетки становились активнее, когда поведение приводило к неожиданному результату. Например, когда вращение колеса влево становилось причиной наказания, тогда как раньше животное получало за это только вознаграждение. Подобные сигналы об ошибках заставляли мышей менять тактику.

Большинство этих нейронов находились в структурах, называющихся стриосомами. Именно оттуда сигналы отправлялись в другие части мозга, в том числе отделы, где происходит выброс дофамина, и в области, участвующие в планировании движений. Вероятно, нейроны стриосом фиксируют лишь результаты действий, а решение на основе этой информации принимает другой отдел мозга.

Проблемы с принятием решений сопровождают различные психические расстройства, такие как депрессия, шизофрения, обсессивно-компульсивное и посттравматическое стрессовое расстройства, а также злоупотребление наркотическими препаратами. По мнению авторов, даже небольшие нарушения активности нейронов полосатого тела могут заставить нас принимать импульсивные решения или, наоборот, становиться нерешительными.