In quale direzione giri per prima la testa quando attraversi la strada? Questa decisione dipende da dove ti trovi. Un pedone negli Stati Uniti gira la testa a sinistra, mentre un pedone nel Regno Unito gira la testa a destra. Un gruppo di ricercatori dello Zuckermann Institute della Columbia ha esaminato il modo in cui i topi utilizzano il contesto quando prendono decisioni. I loro risultati indicano una nuova regione nel cervello per questo processo: la corteccia motoria laterale anteriore (ALM). Questa regione era precedentemente prominente nella pianificazione dei movimenti.
Questa scoperta, pubblicata sulla rivista "Neuron", offre una nuova prospettiva sul processo decisionale del cervello. Il processo decisionale flessibile è uno strumento fondamentale per dare un senso al nostro ambiente; Ci consente di reagire in modo diverso alle stesse informazioni tenendo conto del contesto.
Il neuroscienziato Michael Shadlen, uno degli autori dell'articolo, afferma che il "processo decisionale dipendente dal contesto" è l'elemento fondamentale delle funzioni cognitive umane di alto livello: "Nello studio, abbiamo osservato questa funzione nell'area motoria del cervello del topo. Ci avvicina alla comprensione delle cellule cerebrali e delle reti neurali."
Un altro scrittore , Zheng Wu, fa la seguente valutazione sull'argomento: "Se una persona mi sta scomodamente vicino in una strada deserta, potrei prendere in considerazione l'idea di scappare in quel momento." "Tuttavia, se questa situazione si verifica in una strada affollata, io non mi sento in pericolo. Agire o meno dipende dal contesto in cui mi trovo. In altre parole, ci sono delle ragioni dietro le mie scelte."
Per spiegare come il cervello raggiunge la plasticità dipendente dal contesto, i ricercatori hanno esaminato le regioni cerebrali coinvolte nell'elaborazione e nell'integrazione delle informazioni sensoriali. Tuttavia, l’area critica era la regione ALM nella corteccia motoria. Sulla base delle informazioni disponibili, i ricercatori hanno progettato un nuovo esperimento in cui il topo potrebbe prendere decisioni flessibili utilizzando la lingua e il sistema olfattivo. Di conseguenza, il topo è stato inizialmente esposto a un unico odore. Il topo doveva ricordare questo odore perché i ricercatori gli hanno soffiato un secondo odore. Se entrambi gli odori erano uguali, il topo doveva prendere l'acqua dal tubo a sinistra. Se fosse stato diverso, avrebbe dovuto prendere la metropolitana a destra.
Contenente tali attività di "corrispondenza ritardata". Studi precedenti indicano che il topo determinerà la sua direzione con la guida delle regioni del cervello responsabili dell’olfatto. Anche le registrazioni dell’attività cerebrale ottenute nello studio hanno confermato questo meccanismo. Per quanto riguarda l'argomento, il Dott. Shadlen dice che quando il topo sente il secondo odore, le regioni interessate del cervello hanno la risposta alla domanda su dove andrà: "Tutto quello che devi fare è rispondere alla domanda se il topo andrà a destra o a sinistra prima del secondo odore". regioni motorie del cervello."
Se così fosse, il secondo Le regioni motorie non hanno avuto alcun ruolo finché il topo non ha annusato l'odore e ha potuto decidere se i due odori erano uguali o diversi. Dott. Wu ha ideato un bel test per misurare questa previsione. Disattiva la regione ALM dei topi fino a poco prima del secondo odore e la attiva appena in tempo.
Secondo la visione standard, il topo non avrebbe dovuto essere influenzato da questa manipolazione finché la regione dell'odore era non è intervenuto. Tuttavia, siamo invece intervenuti durante la missione.
Dr. Shadlen
I nostri risultati suggeriscono che dobbiamo ripensare in modo significativo ciò che fa il cervello per l'ALM per risolvere la questione se due odori corrispondono e quindi decidere in quale direzione andare.
Dr. Wu
ALM era una regione nota per essere coinvolta nella percezione degli odori. Dott. Esaminando attentamente le cellule in quest'area, Wu ha scoperto una nuova cellula situata vicino alla superficie del cervello che risponde alla paura iniziale. Questa cella ha conservato le informazioni finché non ha annusato il secondo profumo. Di fronte a questo risultato inaspettato, il gruppo di ricerca si è rivolto al neuroscienziato teorico Ashok Litwin-Kumar per esplorare diversi potenziali meccanismi che potrebbero spiegare il ruolo dell'ALM: doveva informare. Ma i dati ci hanno raccontato una storia diversa; Il primo odore è servito come segnale contestuale, consentendo all'ALM di decidere in che direzione sarebbe andato il topo in risposta al secondo odore.
Le scoperte di oggi sono importanti poiché si concentrano sull'ALM in modo che gli scienziati possano acquisire una comprensione più ampia della funzione cerebrale nel suo complesso.
In definitiva, rivelano principi fondamentali che spiegano comportamenti semplici. Vogliamo mescolarci. Tuttavia, questi importanti risultati ci danno informazioni sulle funzioni cognitive di livello superiore. Un passo importante verso questo obiettivo può essere fatto riunendo informazioni su neuroni, circuiti e comportamento utilizzando i linguaggi della biologia e della matematica. Lo studio evidenzia la promessa di questa strategia
Dr. Shadlen
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