Proces odlučivanja prvi put mapiran u čitavom mišjem mozgu

Međunarodna saradnja između 22 laboratorije pratila je aktivnost više od 620.000 neurona i otkrila uključenost novih oblasti mozga u odlučivanje.

Miševi koji okreću malene volane radi pomeranja oblika na ekranu pomogli su naučnicima da proizvedu prvu mapu odlučivanja sa jednoćelijskom rezolucijom na nivou čitavog mozga nekog sisara.

Preporučujemo

Decenijama se većina neuronaučnih studija fokusirala na male grupacije ćelija u izolovanim regionima mozga. Međutim, taj metod je pogrešan, kažu naučnici sa Prinstonskog univerziteta. Mozak konstantno donosi odluke u svakodnevnom životu i saznali smo da mnogi regioni mozga, a ne samo jedan ili dva, doprinose odlučivanju.

Međunarodna laboratorija za mozak (IBL), globalni konzorcijum 22 laboratorije širom Evrope i Sjedinjenih Država, upotrebila je zajednički, standardizovan pristup praćenju nervne aktivnosti. Dobijeni skupovi podataka pokazuju aktivnost više od 600.000 neurona širom 279 regiona mozga 139 miševa, dajući izuzetan uvid u način kako distribuirane nervne mreže rade zajedno na upravljanju odlučivanjem.

Mapiranje čitavog mozga u akciji, čak i malog kao što je mišji, ogroman je izazov. To nikad ranije nije bilo urađeno. Ima mnogo inovacija na organizacionoj strani ovog projekta kako bi se integrisali podaci iz različitih laboratorija. Ovo je prvi put da je tako velika saradnja poput ove urađena u neuronauci, kažu istraživači.

Prinstonske laboratorije su doprinele projektu koordinirajući radove uključenih laboratorija i uspostavljajući rigoroznu metriku za kontrolu kvaliteta, dizajnirajući eksperimentalne parametre, sakupljajući podatke i razvijajući standardizovane sisteme analize koji su omogućili da se podaci spoje u jedan resurs kako bi ih svi analizirali.

Zadatak je bio varljivo jednostavan. Miševi su postavljeni ispred ekrana na kom je u prekidima nakratko prikazivan krug sa crno-belim prugama na levoj ili desnoj strani. Miš je mogao da srkne zašećerenu vodu ako brzo pomeri krug ka centru ekrana okrećući maleni volan u tom smeru, često u roku od jedne sekunde.

U nekim testovima, krug je bio nerazgovetan, što je zahtevalo da se životinja osloni na prošlo iskustvo radi procene, omogućavajući istraživačima sa proučavaju kako očekivanja utiču na buduće odluke.

Dok su miševi izvodili zadatak, istraživači su snimali moždanu aktivnost pomoću elektroda velike gustine, što je omogućilo da posmatraju stotine neurona širom mnogih regiona istovremeno. Rad je bio podeljen između laboratorija, tako da je svaka mapirala određeni region mozga. Udruženi skup podataka pokriva 620.000 neurona snimljenih kod 139 miševa u 12 laboratorija, što obuhvata skoro ceo mozak.

Iznenađujući nalazi

Dobijena mapa je pokazala da je aktivnost odlučivanja distribuirana širom mozga, uključujući oblasti tradicionalno povezane sa kretanjem, a ne kognicijom.

Odlučivanje je zaista široko distribuirano po celom mozgu, uključujući regione za koje nismo mislili da su umešani, kažu naučnici. Objavljeni nalazi obezbeđuju resurs za dalju analizu i nova otkrića na osnovu ove izuzetne baze podataka.

Istraživači smatraju da se rezultati njihovog rada mogu upotrebiti kao kriterijum za testiranje novih teorija o odlučivanju, unapređujući polje neuronauke.

Povrh svega, okupljanje 22 laboratorije širom sveta u cilju rada na zajedničkom projektu je uspeh samo po sebi. Takođe demonstrira moć koordinirane neuronauke u velikom opsegu.

Nema sumnje da je mapa čitavog mozga impresivno postignuće, ali to je početak, a ne veličanstveno finale. IBL je pokazao kako globalni tim naučnika može da se udruži, podstičući izlazak iz zone komfora u nepoznate oblasti koje nijedna laboratorija ne bi mogla sama da dosegne.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)