Neuronaučnici iz 22 laboratorije udružili su snage u neviđenom međunarodnom partnerstvu kako bi ostvarili prekretnicu: neuronsku mapu koja prikazuje aktivnost u cijelom mozgu tokom donošenja odluka, piše CNN.
Podaci, prikupljeni od 139 miševa, obuhvataju aktivnost više od 600.000 neurona u 279 područja mozga — što je oko 95% mišjeg mozga. Ova mapa je prva koja daje potpunu sliku onoga što se dešava u mozgu dok se donosi odluka.
„Oni su stvorili najveći skup podataka ikada zamisliv na ovoj razini,“ rekao je dr. Paul W. Glimcher, predsjedavajući odsjeka za neuronauku i fiziologiju i direktor Instituta za neuronauku na Medicinskom fakultetu Grossman Univerziteta New York.
U oblasti neuronauke, „ovo će ući u historiju kao veliki događaj,“ rekao je Glimcher za CNN, iako nije učestvovao u ovom istraživanju.
Da bi konstruisali mapu, istraživači su prvo razvili standardiziranu proceduru koju su dijelile sve laboratorije, a zatim pratili neuronsku aktivnost miševa dok su reagovali na vizualne podražaje, integrirajući sve podatke. Rezultati, koji su nastajali sedam godina i predstavljeni u dva rada, objavljeni su 3. septembra u časopisu Nature.
„U osnovi imamo dva velika rezultata, zato smo objavili dva rada,“ rekao je Alexandre Pouget, profesor osnovne neuronauke na Univerzitetu u Ženevi. Prva studija opisuje široku distribuciju električne aktivnosti povezane s donošenjem odluka, dok druga koristi podatke za procjenu kako očekivanja oblikuju izbore.
Prethodna istraživanja sugerirala su da mali klasteri neurona djeluju samo u određenim dijelovima mozga tokom donošenja odluka, uglavnom onima vezanim za senzorne ulaze i kogniciju. Nova mapa, međutim, otkriva da je aktivnost znatno rasprostranjenija, s električnim signalima prisutnim gotovo u cijelom mozgu tokom različitih faza procesa odlučivanja.
Decenijama su naučnici proučavali aktivnost mozga pomoću elektroda koje bilježe impulse iz pojedinačnih neurona, ali je ta metoda bila spora i ograničena. Proboj je nastao s razvojem digitalnih elektroda Neuropixels, koje mogu pratiti hiljade neurona odjednom i koje su bile ključni alat za ovu mapu.
U eksperimentima, miševi su nosili elektrode dok su upravljali malim volanom kako bi pomjerali crno-bijeli krug na ekranu, a uspješan pokušaj nagrađivan je šećernom vodom. Senzori su bilježili signale dok su miševi donosili odluke i kretali se.
Prema mapi, aktivnost je najprije naglo porasla u zadnjem dijelu mozga (vizualna obrada), zatim se proširila na motorne centre tokom pokreta, a potom na veće dijelove mozga nakon što je nagrada dobijena.
„Nije riječ samo o nekoliko područja, već o cijeloj mreži koja radi zajedno,“ rekao je Pouget. To otkriće pomoći će naučnicima da ciljano proučavaju složena ponašanja.
U istraživanje je uključen i dodatni izazov: ponekad je krug bio jedva vidljiv. Miševi su morali koristiti ranija iskustva da bi odlučili. Time je potvrđeno da se mozak oslanja na „prijašnje znanje“ već u ranim fazama donošenja odluka.
'Sloan Digital Sky Survey za mozak'
Kao što su velika međunarodna partnerstva u astronomiji transformirala način rada, tako je i ova saradnja prekretnica za neuronauku, ističe Glimcher.
Inspiraciju poredi s Sloan Digital Sky Survey-em, projektom u astronomiji koji je proizveo najdetaljnije 3D mape svemira. Ideja IBL-a (International Brain Laboratory) bila je stvoriti „Sloan Digital Sky Survey za mozak“.
Pouget, suosnivač IBL-a, naglasio je da se nada da će ova mapa biti samo prva u nizu velikih saradnji među neuronaučnicima: „Zaista se nadamo da će ovo inspirisati druge grupe da počnu raditi ovakvim pristupom.“