Nature Neuroscience: Выяснилось, что происходит в мозге во время планирования

Делая паузу, чтобы подумать перед принятием важного решения, мы можем представить себе возможныне результаты различных вариантов возможных в данной ситуации действий.

Хотя такое «мысленное моделирование» играет центральную роль в том, как мы планируем и принимаем решения в повседневной жизни, то, как мозг работает для достижения этой цели, ученые до сих пор не очень хорошо изучили.

Теперь международная группа ученых обнаружила нейронные механизмы, используемые при планировании. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Neuroscience, свидетельствуют о том, что взаимодействие между префронтальной корой и гиппокампом мозга позволяет нам представлять себе будущие результаты, чтобы руководствоваться ими при принятии решений.

Префронтальная кора действует как «симулятор», мысленно проверяя возможные действия с помощью когнитивной карты, хранящейся в гиппокампе, — объясняет Марсело Маттар, доцент факультета психологии Нью-Йоркского университета и один из авторов статьи.

Это исследование проливает свет на нейронные и когнитивные механизмы планирования — основной компонент интеллекта как человека, так и животных. Более глубокое понимание этих мозговых механизмов может в конечном итоге улучшить лечение расстройств, влияющих на способность принимать решения.

Роль префронтальной коры, используемой в планировании и принятии решений, и гиппокампа, используемого в формировании и хранении памяти, давно установлена. Однако их конкретные обязанности в принятии обдуманных решений, то есть таких, которые требуют от нас размышлений, прежде чем действовать, менее ясны.

Чтобы прояснить нейронные механизмы планирования, Маттар и его коллеги — Кристофер Дженсен, специалист по вычислительной нейронауке из Университетского колледжа Лондона, и Гийом Эннекен, профессор вычислительной нейронауки из Кембриджского университета, — разработали вычислительную модель для прогнозирования активности мозга во время планирования. Затем они проанализировали данные, полученные от людей и лабораторных крыс, чтобы подтвердить правильность модели — рекуррентной нейронной сети (РНС), которая обучается шаблонам на основе поступающей информации.

Модель учитывала существующие знания о планировании и добавляла новые уровни сложности, включая «воображаемые действия», тем самым отражая, как принятие решений включает в себя взвешивание последствий потенциального выбора — подобно тому, как шахматист представляет себе последовательность ходов, прежде чем сделать один из них. Эти мысленные симуляции потенциального будущего, смоделированные как взаимодействие между префронтальной корой и гиппокампом, позволяют нам быстро адаптироваться к новой обстановке, например, выбрать объезд, обнаружив, что дорога перекрыта.

Ученые проверили эту вычислительную модель, используя как поведенческие, так и нейронные данные. Чтобы оценить способность модели предсказывать поведение, ученые провели новый эксперимент, в котором измеряли, как люди перемещаются по онлайн-лабиринту на экране компьютера и как долго им приходится думать перед каждым шагом. Чтобы подтвердить предсказания модели о роли гиппокампа в планировании, они проанализировали нейронные записи грызунов, перемещающихся по физическому лабиринту, сконфигурированному так же, как и в эксперименте с людьми. Давая аналогичное задание людям и крысам, исследователи смогли провести параллели между поведенческими и нейронными данными, что является особенно инновационным аспектом данного исследования.

Экспериментальные результаты совпали с вычислительной моделью, показав сложное взаимодействие между префронтальной корой и гиппокампом. В экспериментах на людях активность мозга участников отражала больше времени на размышления перед действиями при прохождении лабиринта. В экспериментах с лабораторными крысами нейронные реакции животных при прохождении лабиринта были похожи на симуляцию модели.

В целом, эта работа дает фундаментальные знания о том, как эти мозговые цепи позволяют нам думать, прежде чем действовать, чтобы принимать более правильные решения, — отмечает Маттар.

Кроме того, метод, при котором участники эксперимента, как люди, так и животные, и RNN обучались выполнять одну и ту же задачу, предлагает инновационный и основополагающий способ получения знаний о поведении.

07.06.2024


Подписаться в Telegram



Общество

Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи

Банальная фраза о том, что неудача в...

Nature Neuroscience: Выяснилось, что происходит в мозге во время планирования
Nature Neuroscience: Выяснилось, что происходит в мозге во время планирования

Делая паузу, чтобы подумать перед принятием ва...

Новый чатбот уличили в политической предвзятости
Новый чатбот уличили в политической предвзятости

Сейчас, когда проходят выборы в Европейск...

Computers in Human Behavior: Активны в соцсетях — активны и в оффлайне
Computers in Human Behavior: Активны в соцсетях — активны и в оффлайне

Родители часто беспокоятся об использован...

JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь

Согласно новому исследованию, проведенному Бин...

Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом

Когда некто презентует себя способным или...

Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения

Искры разлетаются, когда самка нематоды встреч...

Science Advances: Мозг формирует эмоции независимо от органов чувств
Science Advances: Мозг формирует эмоции независимо от органов чувств

Насколько сильно наши эмоции зависят от н...

К 215-летию Дарвина ученые опубликовали онлайн полный каталог его работ
К 215-летию Дарвина ученые опубликовали онлайн полный каталог его работ

Чарльз Дарвин, возможно, самый влиятельный уче...

Physical Review Research: Физики нашли  неопределенность в реальных экспериментах
Physical Review Research: Физики нашли неопределенность в реальных экспериментах

Уравнения, описывающие физические системы, час...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Новости компаний, релизы

Российские ученые выяснили, что за пять лет число случаев нетрудоспособности из-за онкологии выросло в стране почти на 70%
Экономика России теряет миллиарды из-за влияния рака на трудовые ресурсы
Китай стал ведущим научно-образовательным партнером России в 2023 году, впервые опередив страны СНГ
Сеченовский Университет и российская фармкомпания «Акрихин» разработают инновационные препараты для лечения сахарного диабет...
В СПбГУ разработали программно-аппаратное решение для защиты дронов от киберугроз