Ученые Вашингтонского университета в Сент-Луисе провели исследования, в ходе которых выяснилось, что ситуация выбора активизирует определенный набор нейронов в мозге. Им также удалось выяснить, что чем более заманчивое предложение, тем быстрее включаются в работу соответствующие нейроны. Результаты исследований были опубликованы в журнале Nature в ноябре 2020 года.
В чем ценность исследований?
Ученые хотели увидеть закономерность в принятии решений людьми с наркоманией, расстройствами пищевого поведения, депрессией и шизофренией.
«Мы не всегда понимаем, почему люди поступают тем или иным образом. Почему они делают неправильный выбор. Нам необходимо лучше изучить механизмы совершения неправильного выбора среди пациентов с психическими и психоневрологическими расстройствами», — сказал Камилло Падоа-Скиоппа, доктор философии, старший автор исследования и профессор неврологии, экономики и биомедицинской инженерии Вашингтонского университета.
Для получения информации о механизме действия этих расстройств ученые решили исследовать нейронные механизмы, лежащие в основе выбора.
Как проходили исследования?
В экспериментах ученые позволили обезьянам выбирать между различными вкусами сока. При этом исследователи изменяли активность нейронов, что за собой влекло изменение привлекательности каждого варианта для животных.
В 2006 году Камилло Падоа-Скиоппа и Джон Ассад опубликовали новаторскую статью в журнале Nature. В ней ученые рассказали о нейронах, способных определять субъективную ценность предлагаемых вариантов. Эти нейроны были обнаружены в орбитофронтальной коре — области мозга чуть выше глаз, вовлеченных в целенаправленное поведение. Но в то время исследователи не могли продемонстрировать, что кодированные в мозге значения приводили к прямому выбору одного варианта вместо другого.
«Мы нашли нейроны, кодирующие субъективные значения, но ценностные сигналы могут направлять все виды поведения, а не только выбор», — отметил Камилло Падоа-Скиоппа. Поэтому современные исследования были направлены на получение более детальной информации о механизмах выбора обезьян.
В первом эксперименте ученые неоднократно давали обезьянам два напитка разного объема и ассортимента, а потом записывали отбор животных. Обезьяны часто предпочитали один вкус другому, но им также нравилось получать напиток большего объема, поэтому их решения не всегда были простыми.
Затем ученые добавили низкоуровневую стимуляцию обезьян слабым током, чтобы проверить гипотезу о том, что привлекательность одного из предложенных вариантов всё равно будет сильнее. Обезьянам поместили электроды в орбитофронтальную кору и каждый раз в ситуации выбора стимулировали нейроны, отвечающие за субъективную ценность каждого варианта. В этот момент нейроны начинали работать быстрее, но привлекательность одного из вариантов всё же оставалась сильнее. Это сделало обезьян склонными к более предсказуемому выбору одного конкретного варианта.
В другом эксперименте обезьяны увидели сначала один вариант, затем другой, прежде чем сделали выбор. Ученые подключали ток в момент вычисления обезьяной привлекательности одного из вариантов. В итоге обезьяны выбирали тот вариант, вычисление привлекательности которого не было нарушено подключением тока. Поэтому ученые решили, что значения, субъективная привлекательность которых вычисляется в орбитальной фронтальной коре, являются необходимой частью выбора.
«Когда дело доходит до такого выбора, мозг обезьяны и человеческий мозг выглядят очень похожими», — отметил Падоа-Скиоппа.
К каким выводам пришли ученые?
Исследователи показали, что в основе всех видов выбора, которые делают люди, лежит одна и та же нейронная цепь. Действие этой нейронной цепи активизируется каждый раз, когда выбор основывается на субъективных предпочтениях.