Декември 18, 2012
Една от уникалните черти на човешкия ум е способността му да преоцени приоритетите си цели и приоритети, когато ситуацията се променя и възниква нова информация. Това се случва, когато анулирате планиран круиз, защото имате нужда от пари, за да поправите счупената кола, или когато прекъсвате сутрешния си бум, защото телефонът ви звъни в джоба ви.
В ново проучване публикуван в Производството на Националната академия на науките (PNAS), изследователи от университета в Принстън твърдят, че са открили механизмите, които контролират начина, по който нашите мозъци използват новата информация, за да променят съществуващите ни приоритети.
Екипът от учени в Института по неврология в Принстън (PNI) използва функционална магнитно-резонансна томография (fMRI) за сканиране на обектите и откриване на мястото и начина, по който човешкият мозък пренасочва приоритетите на целите. Не е изненадващо, че те откриват, че преместването на цели се извършва в префронталната кора, област на мозъка, за която се знае, че е свързана с различни поведения на по-високо ниво. Те също така отбелязват, че мощният невротрансмитер допамин - известен също като "химикал на удоволствието" - изглежда играе критична роля в този процес.
Използвайки безвреден магнитен импулс, учените прекъснаха активността в префронталния кортекс на участниците, докато играеха игри и откриха, че не могат да преминат към друга задача в играта.
"Намерихме основен механизъм, който допринася за способността на мозъка да се концентрира върху една задача и след това гъвкаво да премине към друга задача", обясни той. Джонатан Коен, съдиректор на PNI и университетския Роберт Бенхайм и Лин Бендхайм Томан професор по неврология.
"Нарушенията в тази система са от основно значение за много критични нарушения на когнитивната функция, като тези, наблюдавани при шизофрения и обсесивно-компулсивно разстройство."
Предишни изследвания вече показаха, че когато мозъкът използва нова информация, за да модифицира своите цели или поведение, тази информация временно се подава в оперативната памет на мозъка, вид съхранение на краткосрочна памет. Досега обаче учените не са разбрали механизмите, които контролират как тази информация се актуализира.
ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИГРИТЕ ЗА ИЗВЪРШВАНЕ НА РЕШЕНИЯ ОТ PINPOINT
Заедно с водещия автор на изследването Кимбърли Д'Арден от Вирджиния Тех, както и от други изследователи Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz и Leight Nystrom, Коен и неговият екип са разработили проучване, което им позволява да сканират мозъците на своите участници, докато те играят. Играта изискваше от участниците да натискат определени бутони в зависимост от различните визуални подсказки. Ако им бъде показана буквата А пред буквата Х, те са помолени да натиснат бутон с надпис „1“. Обаче, ако те видяха буквата Б преди Х, тогава трябваше да натиснат бутон с надпис “2”.
В по-ранна версия на задачата обаче участниците бяха помолени първо да натиснат бутона 1, когато видяха X, независимо от това кои букви предхождат. Така правилото А и В, въведено във втория кръг, служи като „новата информация“, която участникът трябваше да използва, за да актуализира целта си да реши кой бутон да натисне.
Изследвайки по-късно fMRI, изследователите откриха повишена активност в десния префронтален кортекс, когато участниците завършват по-сложната задача, която включва вземане на решение между два бутона, базирани на визуалните знаци A и B. Това обаче не е така за по-простата версия на задачата.
Резултатите на Коен потвърждават заключенията от неговия предишен изследователски проект на 2010, който използва различен метод за сканиране за измерване на времето на мозъчната активност.
В настоящото проучване, изследователският екип също достави къси магнитни импулси към префронталната кора, за да потвърди, че това всъщност е участъка на мозъка, участващ в актуализирането на работната памет. Базирайки времето на пулса на предишното проучване, учените доставиха магнитния импулс в точния момент, когато смятаха, че десният префронтален кортекс трябва да актуализира паметта. Те открили, че ако доставят импулса точно 0.15 секунди след като участниците видяха буквите А или В, те не успяха да ударят правилния бутон. По този начин те са могли да използват магнитния импулс, за да нарушат процеса на обновяване на паметта.
„Прогнозирахме, че ако пулсът бъде доставен в частта на десния префронтален кортекс, наблюдаван с помощта на fMRI, и в момента, когато мозъкът актуализира информацията си, както е разкрита от ЕЕГ, тогава субектът няма да запази информацията за А и В, намеса в изпълнението на задачата за натискане на бутон, ”обяснява Коен.
ДОПАМИН КАТО СЪДЪРЖАНИЕТО НА НАШАТА РАБОТНА ПАМЕТ
В последната част от експеримента, екипът на Коен искаше да тества тяхната теория, че невротрансмитерът допамин е отговорен за маркиране на нова информация и е важно за актуализиране на работната памет и цели, тъй като навлиза в префронталната кора. Допаминът е естествено срещащ се химикал, за който е известно, че играе ключова роля в редица психични процеси като тези, които включват мотивация и награда.
За да направи това, екипът отново използва фМРТ за сканиране на регион, наречен среден мозък, който е гъсто населен със специализирани нервни клетки - известни като допаминергични ядра - които са отговорни за производството на повечето от допаминовите сигнали на мозъка. Изследователите проследиха активността на тези допамин-излъчващи нервни клетки, докато участниците изпълняваха задачите и откриха значителна корелация между мозъчната активност в тези области и в десния префронтален кортекс.
"Забележителната част е, че допаминовите сигнали корелират както с поведението на нашите доброволци, така и с тяхната мозъчна активност в префронталната кора", обяснява Коен.
"Това съзвездие от констатации предоставя убедителни доказателства, че допаминергичните ядра позволяват на префронталната кора да се придържа към информация, която е от значение за актуализиране на поведението, но не и информация, която не е."
Професор Дейвид Бадър от университета Браун, специалист по когнитивни, лингвистични и психологически науки, вярва, че работата на екипа на Коен представлява голяма крачка напред в опита на науката да разбере как нашият мозък обновява работната си памет.
;