Decembro 18, 2012
RedOrbit Staff & Wire Reports - Via Universo Interrete
Unu el la unikaj ecoj de la homa menso estas ĝia kapablo re priorigi siajn celojn kaj prioritatojn dum situacioj ŝanĝiĝas kaj nova informo ekestas. Ĉi tio okazas kiam vi nuligas planitan krozadon ĉar vi bezonas la monon por ripari vian rompitan aŭton, aŭ kiam vi interrompas vian matenan kuradon ĉar via poŝtelefono sonas en via poŝo.
En nova studo eldonita en la Proceedings de la Nacia Akademio de Sciencoj (PNAS), esploristoj de Universitato Princeton diras, ke ili malkovris la mekanismojn, kiuj regas kiel niaj cerboj uzas novan informon por modifi niajn ekzistantajn prioritatojn.
La teamo de esploristoj ĉe Princeton's Neuroscience InstitutePNI) uzis funkcian magnetan resurson (fMRI) por skani subjektojn kaj malkovri kie kaj kiel la homa cerbo riproĉigas celojn. Surprize, ili trovis, ke la ŝanĝo de celoj okazas en la antaŭfronta kortekso, regiono de la cerbo, kiun oni scias, ke ĝi estas asociita kun diversaj superaj nivelaj kondutoj. Ili ankaŭ observis, ke la potenca neurotransmisoro dopamino - ankaŭ konata kiel la "plezura kemiaĵo" - ŝajnas ludi gravan rolon en ĉi tiu procezo.
Uzante sendanĝeran magnetan pulson, la sciencistoj interrompis agadon en la antaŭfronta kortekso de la partoprenantoj dum ili ludis kaj trovis, ke ili ne povis ŝanĝi al alia tasko en la ludo.
"Ni trovis fundamentan mekanismon, kiu kontribuas al la cerba kapablo koncentriĝi en unu tasko kaj poste flekse ŝanĝi al alia tasko," klarigis Jonathan Cohen, ko-direktoro de PNI kaj la universitato Robert Bendheim kaj Lynn Bendheim Thoman Profesoro en Neŭroscienco.
"Neforoj en ĉi tiu sistemo estas esencaj por multaj kritikaj malordoj de kogna funkcio kiel tiuj observitaj en skizofrenio kaj obsesiva-compulsiva."
Antaŭa esplorado jam montris, ke kiam la cerbo uzas novan informon por modifi ĝiajn celojn aŭ kondutojn, ĉi tiu informo estas provizore enmetita en la laboran memoron de la cerbo, speco de mallongdaŭra memora tenado. Is nun tamen sciencistoj ne komprenis la mekanismojn kontrolantajn kiel ĉi tiu informo estas ĝisdatigita.
Uzante ludojn por krei decidiĝojn
Kune kun la ĉefa aŭtoro de la studo Kimberlee D'Ardenne de Virginia Tech same kiel kolegaj esploristoj Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz kaj Leight Nystrom, Cohen kaj lia teamo elpensis studon kiu permesis al ili skani la cerbon de iliaj subjektoj dum ili ludis ludon. La ludo devigis la partoprenantojn premi specifajn butonojn laŭ malsamaj vidaj indikoj. Se oni montris la literon A antaŭ la letero X, oni petis ilin premi butonon nomatan "1". Tamen, se ili vidis la literon B antaŭ la X, tiam ili devis premi butonon nomatan "2".
En pli frua versio de la tasko, tamen, oni petis al partoprenantoj premi la butonon 1 kiam ili vidis X sendistinge pri kiuj literoj antaŭis ĝin. Tiel la A kaj B-regulo enkondukita en la dua rondo servis kiel la "nova informo", kiun la partoprenanto devis uzi por ĝisdatigi sian celon decidi, kiu butonon premi.
Ekzamenante la fMRI poste, la esploristoj trovis pli grandan agadon en la dekstra prefrontala kortekso, kiam partoprenantoj plenumis la pli kompleksan taskon implikitan. prenante decidon inter du butonoj bazitaj sur la vidaj signaloj A kaj B. Ĉi tio ne estis la kazo tamen por la pli simpla versio de la tasko.
La rezultoj de Cohen konfirmas la trovojn de lia propra antaŭa esplorprojekto de 2010, kiu uzis malsaman skanantan metodon por mezuri la tempan funkciadon de cerbaj agadoj.
En la nuna studo, la esplora teamo ankaŭ liveris mallongajn magnetajn pulsojn al la antaŭfronta kortekso por konfirmi ke ĉi tio estas fakte la cerba regiono implikita en ĝisdatigado de labormemoro. Bazante la tempopason de la pulso al la antaŭa studo, la sciencistoj liveris la magnetan pulson je la preciza momento kiam ili kredis, ke la dekstra prefrontala kortekso devas ĝisdatigi memoron. Ili trovis, ke se ili liveris la pulson ĝuste 0.15 sekundojn post kiam la partoprenantoj vidis la literojn A aŭ B, ili ne povis trafi la ĝustan butonon. Tiel ili povis uzi la magnetan premadon por interrompi la memor-ĝisdatigan procezon.
"Ni antaŭdiris ke se la pulso estis liverita al la parto de la dekstra prefrontala kortekso observata per fMRI, kaj en la tempo kiam la cerbo ĝisdatigas ĝiajn informojn kiel rivelita de EEG, tiam la subjekto ne konservus la informojn pri A kaj B, influas lian agadon per la buton-puŝa tasko, "klarigis Cohen.
DOPAMINO KIEL LA PORKLASO DE NIAJ BILDO
En la lasta parto de la eksperimento, la teamo de Cohen volis testi ilian teorion, ke la neurotransmisoro dopamino respondecas pri markado de nova informo kaj grava por ĝisdatigi laboran memoron kaj celojn dum ĝi eniras la antaŭfronan korturon. La dopamino estas nature kemiaĵo, kiu ŝajne ludas ŝlosilan rolon en nombro de mensaj procezoj kiel tiuj, kiuj implicas motivadon kaj rekompencon.
Por fari tion, la teamo denove uzis la fMRI por skani regionon nomatan la meza cerbo, dense loĝata de specialigitaj nervaj ĉeloj - konataj kiel dopaminergiaj nukleoj - kiuj respondecas pri la produktado de plej multaj cerbaj dopaminalaj signaloj. La esploristoj spuris la agadon de ĉi tiuj nervozaj ĉeloj elsendantaj dopaminon dum partoprenantoj plenumis la taskojn kaj trovis signifan korelacion inter cerba agado en ĉi tiuj areoj kaj en la dekstra prefrontala kortekso.
"La rimarkinda parto estis, ke la dopamino-signaloj korelaciis kaj kun la konduto de niaj volontuloj kaj ilia cerba agado en la antaŭfronta kortekso," klarigis Cohen.
"Ĉi tiu konstelacio de trovoj provizas fortan pruvon, ke la dopaminergiaj kernoj ebligas al la antaŭfronta kortekulo teni sin al informo taŭga por ĝisdatigi konduton, sed ne informojn, kiuj ne estas."
Profesoro David Badre de Brown University, specialisto pri kognaj, lingvaj kaj psikologiaj sciencoj, kredas ke la laboro de la teamo de Cohen reprezentas grandan paŝon antaŭen en la provo de scienco kompreni kiel nia cerbo ĝisdatigas sian laboran memoron.
Kvankam ne rekte implikita kun la studo, Badre skribis komentarion pri la studo, kiu estis publikigita rete komence de novembro fare de PNAS. En ĝi li asertis, ke: "La mekanismoj per kiuj la cerbo atingas adaptiĝan ekvilibron inter fleksebleco kaj stabileco restas la bazo de multe da aktuala enketo en kogna neŭroscienco. Ĉi tiuj rezultoj provizas bazon por novaj esploroj pri la neŭraj mekanismoj de fleksebla, cel-direktita konduto. "
;
