Decembris 18, 2012
Viena no cilvēka prāta unikālajām iezīmēm ir tās spēja pārvērtēt savus mērķus un prioritātes, kad situācijas mainās un rodas jauna informācija. Tas notiek, kad atceļat plānoto kruīzu, jo jums ir vajadzīgi naudas līdzekļi, lai labotu savu salauzto automašīnu vai kad pārtraucat rīta skrējienu, jo jūsu mobilais tālrunis zvana jūsu kabatā.
Jo jauns pētījums Publicēts Procesu Nacionālās Zinātņu akadēmijas (PNAS), Princeton University pētnieki apgalvo, ka viņi ir atklājuši mehānismus, kas kontrolē, kā mūsu smadzenes izmanto jaunu informāciju, lai mainītu mūsu esošās prioritātes.
Princetona Neiroloģijas institūta pētnieku grupa (PNI) izmantoja funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlu (fMRI), lai skenētu priekšmetus un noskaidrotu, kur un kā cilvēka smadzenes pārorientē mērķus. Pārsteidzoši, viņi konstatēja, ka mērķu maiņa notiek prefrontālajā garozā - smadzeņu reģionā, kas, kā zināms, ir saistīts ar dažādiem augstāka līmeņa uzvedību. Viņi arī novēroja, ka spēcīgais neirotransmiters dopamīns, kas pazīstams arī kā „izklaides ķīmiska viela”, šajā procesā spēlē nozīmīgu lomu.
Izmantojot nekaitīgu magnētisko impulsu, zinātnieki pārtrauca darbību dalībnieku prefrontālajā garozā, kamēr viņi spēlēja spēles, un konstatēja, ka viņi nevarēja pāriet uz citu uzdevumu spēlē.
„Mēs esam atraduši pamatmehānismu, kas veicina smadzeņu spēju koncentrēties uz vienu uzdevumu un pēc tam elastīgi pāriet uz citu uzdevumu,” skaidroja Jonathan CohenPNI un universitātes Robert Bendheim un Lynn Bendheim Thoman neirozinātnes profesors.
„Sistēmas bojājumi ir būtiski daudziem kritiskiem izziņas funkcijas traucējumiem, piemēram, tiem, kas novēroti šizofrēnijā un obsesīvi-kompulsīvi traucējumi.”
Iepriekšējie pētījumi jau bija pierādījuši, ka tad, kad smadzenes izmanto jaunu informāciju, lai mainītu savus mērķus vai uzvedību, šī informācija īslaicīgi tiek ievietota smadzeņu darba atmiņā, kas ir īstermiņa atmiņas krātuve. Tomēr līdz šim zinātnieki nav sapratuši mehānismus, kas kontrolē šīs informācijas atjaunināšanu.
SPĒLU IZMANTOŠANA LĒMUMU PIEŅEMŠANAI
Kopā ar pētījuma vadītāju Kimberlee D'Ardenne Virginia Tech, kā arī kolēģi Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz un Leight Nystrom, Cohen un viņa komanda izstrādāja pētījumu, kas ļāva viņiem skenēt savu priekšmetu smadzenes, kamēr viņi spēlēja. Spēle prasīja dalībniekiem nospiest konkrētas pogas atkarībā no dažādiem vizuāliem norādījumiem. Ja viņiem tika parādīts burts A pirms burta X, viņiem tika lūgts nospiest pogu „1”. Tomēr, ja viņi redzēja burtu B pirms X, tad viņiem bija jānospiež poga „2”.
Iepriekšējā uzdevuma versijā dalībniekiem vispirms tika lūgts nospiest 1 pogu, kad viņi redzēja X neatkarīgi no tā, kuri burti bija pirms tā. Tādējādi A un B noteikums, kas tika ieviests otrajā kārtā, kalpoja kā “jaunā informācija”, ko dalībniekam bija jāizmanto, lai atjauninātu savu mērķi izlemt, kuru pogu nospiest.
Izpētot fMRI pēc tam, pētnieki atklāja pastiprinātu aktivitāti pareizajā prefrontālajā garozā, kad dalībnieki pabeidza sarežģītāku uzdevumu, kas bija saistīts ar lēmuma pieņemšanu starp divām pogām, pamatojoties uz A un B vizuālajām norādēm. Tomēr tas nebija gadījums, kad uzdevuma vienkāršāka versija.
Cohen rezultāti apstiprina savus iepriekšējos 2010 pētījuma rezultātus, kas izmantoja atšķirīgu skenēšanas metodi, lai noteiktu smadzeņu darbības laiku.
Šajā pētījumā pētnieciskā komanda sniedza arī īsus magnētiskos impulsus prefrontālai garozai, lai apstiprinātu, ka tas faktiski ir smadzeņu reģions, kas iesaistīts darba atmiņas atjaunināšanā. Pamatojoties uz impulsa laiku iepriekšējam pētījumam, zinātnieki sniedza magnētisko impulsu tajā brīdī, kad viņi uzskatīja, ka pareizajai prefrontālai garozai ir jāatjaunina atmiņa. Viņi konstatēja, ka, ja viņi pulsu izlaida tieši 0.15 sekundes pēc tam, kad dalībnieki redzēja burtu A vai B, viņi nespēja hit pareizo pogu. Tādējādi viņi varēja izmantot magnētisko impulsu, lai izjauktu atmiņas atjaunināšanas procesu.
„Mēs prognozējām, ka, ja pulss tiks nogādāts pareizajā prefronta garozas daļā, kas novērota, izmantojot fMRI, un laikā, kad smadzenes atjaunina informāciju, kā to atklāja EEG, tad subjekts nesaglabās informāciju par A un B, iejaucoties viņa darbībā uz pogas nospiešanas uzdevuma, ”paskaidroja Cohen.
DOPAMĪNA - MŪSU DARBA ATMIŅAS GATEKEEPER
Eksperimenta pēdējā daļā Cohen komanda vēlējās pārbaudīt savu teoriju, ka neirotransmiters dopamīns ir atbildīgs par jaunas informācijas marķēšanu un svarīgu darba atmiņas un mērķu atjaunināšanai, kad tas nonāk prefrontālā garozā. Dopamīns ir dabiski sastopama ķīmiska viela, kurai, kā zināms, ir svarīga loma vairākos garīgos procesos, piemēram, tādos, kas saistīti ar motivāciju un atalgojumu.
Lai to izdarītu, komanda atkal izmantoja fMRI, lai skenētu reģionu, ko sauc par vidus smadzeņu, kas ir blīvi apdzīvota ar specializētām nervu šūnām, kas pazīstamas kā dopamīnerģiskie kodoli, kas ir atbildīgi par lielāko smadzeņu dopamīna signālu ražošanu. Pētnieki izsekoja šo dopamīnu emitējošo nervu šūnu aktivitāti, kamēr dalībnieki veica uzdevumus un konstatēja būtisku korelāciju starp smadzeņu aktivitāti šajās zonās un pareizajā prefrontālā garozā.
“Ievērojama daļa bija tā, ka dopamīna signāli korelēja gan ar mūsu brīvprātīgo uzvedību, gan to smadzeņu aktivitāti prefrontālajā garozā,” skaidro Cohen.
“Šis secinājumu secinājums sniedz spēcīgus pierādījumus tam, ka dopamīnerģiskie kodoli dod iespēju prefrontālai garozai saglabāt informāciju, kas ir būtiska uzvedības atjaunināšanai, bet ne informāciju, kas nav.”
Profesors David Badre no Brown University, kognitīvo, lingvistisko un psiholoģisko zinātņu speciālists, uzskata, ka Cohen komandas darbs ir liels solis zinātnes mēģinājumā saprast, kā mūsu smadzenes atjaunina savu darba atmiņu.
;
