Pierwsza kompletna mapa aktywności mózgu ssaka ujawniła niespotykane spojrzenie na to, jak podejmowane są decyzje – i może nawet zasugerować korzenie tego tajemniczego uczucia, które nazywamy intuicją.
Od dziesięcioleci neurobiolodzy pragnęli uchwycić aktywność w całym mózgu na poziomie pojedynczych neuronów – ale istnieje ograniczenie co do tego, ile neuronów może zarejestrować elektroda, ilu elektrod można wszczepić w pojedynczy mózg i ile zwierząt może przetestować jedne laboratorium.
Aby temu zaradzić, badacze z 12 laboratoriów połączyli siły, przeprowadzając ten sam eksperyment, ale rejestrując aktywność z różnych obszarów mózgu, z pewnym nakładaniem się, aby zapewnić spójność zebranych danych. Połączone dane z ponad 650 000 neuronów stworzyły teraz pierwszą mapę aktywności na całym mózgu z uwzględnieniem złożonego zachowania.
„Ta praca pokazuje zupełnie nowy sposób radzenia sobie z złożonymi pytaniami w nowoczesnej neurobiologii” – mówi Benedetto De Martino z University College London, który nie był zaangażowany w pracę. „Tak jak CERN [Europejska Organizacja Badań Jądrowych] zjednoczył fizyków, by zmierzyć się z najgłębszymi problemami fizyki cząstek, tak ten projekt łączy laboratoria z całego świata, by stawić czoła wyzwaniom zbyt wielkim dla żadnej pojedynczej grupy.”
W każdym laboratorium myszy były szkolone, aby przesuwały paskowany cel w kierunku środka ekranu, używając małego kierowniczego Lego. Gdy paski miały duży kontrast, cel był wyraźnie widoczny. Gdy kontrast zmalał, cel prawie zniknął, a zwierzęta polegały na wcześniejszej wiedzy, aby odpowiedzieć poprawnie i otrzymać nagrodę.
Do eksperymentu wprowadzono błędy, aby wpływały na wcześniejsze oczekiwania myszy dotyczące miejsca, w którym cel mógłby się znajdować – na przykład pojawiał się po lewej stronie ekranu w 80 procentach przypadków i po prawej stronie w 20 procentach. Gdy błąd został odwrócony, myszy zaktualizowały swoje oczekiwania zgodnie z tym.
Wynikająca z tego mapa pokazuje, że aktywność związana z podejmowaniem decyzji nie mieści się w jednym regionie, lecz rozproszone jest w mózgu. „Wiele ogłoszeń dotyczyło 'ten obszar robi to’. Jeśli jest jedna rzecz, którą odkryliśmy z tej pracy, to fakt, że żaden obszar mózgu nie 'decyduje'” – mówi Alexandre Pouget z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii. „Podejmowanie decyzji angażuje dziesiątki obszarów, które decydują przez pewnego rodzaju konsensus.”
Wyniki także wspierają wcześniejsze badania, które pokazały, że sygnały związane z decyzjami budują się długo przed podjęciem czynności. Pouget mówi, że nawet przed rozpoczęciem każdego eksperymentu, kiedy mysz była wciąż, sygnały związane z kolejną decyzją były widoczne. Te sygnały wzmacniały się, gdy cel się pojawił, aż osiągnęły próg, po którym mysz obracała kierownicę.
Druga praca pokazuje, w jaki sposób wcześniejsze oczekiwania, w tym przekonania o miejscu, w którym cel mógłby się znajdować, są kodowane w aktywności mózgu niezwykle wcześnie. Badacze stwierdzili, że nawet gdy sygnały opuściły oko i rozpoczęły swoją podróż do ciała migdałowatego, centralnego ośrodka przekaźnikowego mózgu, wcześniejsze oczekiwanie, czy cel będzie po lewej stronie czy po prawej, miały już wpływ.
To sugeruje, że od momentu wejścia danych sensorycznych do naszego mózgu są one już kodowane w sposób wpływany przez wcześniejszą wiedzę, wpływając na nasz świadomy proces podejmowania decyzji bez naszej świadomości, mówi Pouget. To spekulacja, ale to może korespondować z tym, co odbieramy jako intuicję – mówi.
Co jest szczególnie intrygujące, to że kodowanie wydaje się śledzić nie tylko niedawne doświadczenia sensoryczne, ale także niedawną historię podjętych decyzji – mówi Laurence Hunt z Uniwersytetu Oksfordzkiego. „To sugeruje, że to nasze zachowanie i subiektywne doświadczenie kształtują to, czego się spodziewamy zobaczyć następnie, a nie prawdziwy, obiektywny stan świata.”
Czy to oznacza, że nasze decyzje są uprzednio określone? „Mózg plus świat wokół niego tworzą deterministyczny system. Ludzie tego nienawidzą, ale to prawda” – mówi Pouget. „Oznacza to, że mogę przewidzieć, do pewnego stopnia, co zrobisz zanim faktycznie zdecydujesz.” Jednak gdy zdobywamy nowe dane, modyfikujemy te wcześniejsze oczekiwania, a ponieważ nie wiemy, jak ewoluuje świat wokół nas, tworzy to niepewności, dodaje.
W przyszłości badacze mają nadzieję, że ich wyniki i współpracujące podejście posłużą do rozwoju zrozumienia takich zaburzeń jak autyzm. Modele myszy z autyzmem sugerują, że te zwierzęta mają trudności w aktualizowaniu swoich wcześniejszych oczekiwań, gdy pojawiają się nowe informacje, co zgadza się z tym, co obserwujemy w zachowaniu ludzi – mówi.
