Kako ažuriramo ciljeve na temelju novih informacija?

mozakLjudi su vješti u postavljanju ciljeva te ih ažuriraju kad nastanu nove situacije – na primjer, osoba koja igra video igru se može prebaciti na novi cilj kad zazvoni telefon.

Istraživači sa Sveučilišta Princeton su utvrdili mehanizme koji reguliraju kako mozak inkorporira informacije o novim situacijama u postojeće ciljeve. Rezultati istraživanja su nedavno objavljeni u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Koristeći skenirani prikaz mozga volontera, istraživači na Princeton Neuroscience Institute (PNI) su utvrdili da se ažuriranje ciljeva odvija u području poznatom kao prefrontalni korteks i čini se da uključuje signale vezane uz dopamin. Kada su istraživači koristili magnetski puls kako bi prekinuli aktivnosti u tom području mozga, volonteri, za vrijeme igranja, nisu uspjeli prijeći na novi zadatak pritiskanja gumba nakon što su se pojavila slova na zaslonu.

“Našli smo temeljni mehanizam koji pridonosi sposobnosti mozga da se koncentrira na jedan zadatak, a zatim se fleksibilno prebaci na drugi zadatak.” rekli su Jonathan Cohen, Robert Bendheim s Princetona i Lynn Bendheim Thoman, profesor neuroznanosti i direktor na PNI. “Oštećenja u ovom sustavu su u središtu mnogih kritičnih poremećaja kognitivnih funkcija, kao što su one promatrane kod shizofrenije i opsesivno-kompulzivnog poremećaja.”

Cohen je radio s glavnom autoricom Kimberlee D’Ardenne, koja je doktorirala kemiju i neuroznanosti na Princetonu 2008., a sada je postdoktorski suradnik na Sveučilištu Virginia Tech. Zatim je radio i s Neirom Eshelom, apsolventom na Harvard Medical School, kojem je istraživanje poslužilo kao dio diplomskog rada, s Josephom Lukom, studentom medicine na Sveučilištu Tulane School of Medicine, Agathom Lenartowicz, postdoktorskom znanstvenicom na University of California u Los Angelesu i Leighom Nystromom, pomoćnim direktorom na Neuroscience Cognitive Control Laboratory na PNI.

Postojeća istraživanja su pokazala da kada se nova informacija koristi za ažuriranje zadatka, ponašanja ili cilja, ova je informacija u kratkoročnoj memoriji za pohranu poznatoj kao radna memorija. Istraživači nisu znali koji mehanizmi su uključeni u ažuriranje ove informacije.

Kako bi saznali, Cohenov tim koristi funkcionalnu magnetsku rezonanciju (fMRI) kako bi skenirao mozak volontera koji su za vrijeme igranja pritisnuli određenu tipku ovisno o pojedinom vizualnom migu. Ako je volonter vidio slovo A prije slova X, morao je pritisnuti tipku 1. Ali ako je volonter vidio slovo B prije slova X, morao je pritisnuti tipku 2. Slova A i B su predstavljala nove informacije koje je sudionik koristio za ažuriranje ciljeva odlučujući koji gumb pritisnuti. Druga verzija zadatka je zahtijevala od istih sudionika da pritisnu tipku 1 čim ugledaju slovo X, bez obzira jesu li A ili B prikazani.

Koristeći fMRI, istraživači su otkrili aktivnost u desnoj moždanoj opni tijekom zadataka koji su zahtijevali od sudionika da se sjete jesu li vidjeli A ili B prije pritiska odgovarajućeg gumba, ali ne i tijekom zadataka gdje su sudionici morali pritisnuti tipku čim su ugledali slovo X.

Ovi rezultati potvrđuju rezultate iz prethodne studije na čelu s istraživačem Cohenom, objavljene 2010. u časopisu Cognitive, Affective and Behavioral Neuroscience, u kojoj se koristi druga metoda skeniranja kako bi se ocijenilo tempiranje aktivnosti mozga. Korištenjem elektroencefalografije (EEG), istraživači su otkrili da je prefrontalni korteks pokazao vrhunac električne aktivnosti mozga 150 milisekundi nakon što je sudionik ugledao slovo A ili B.

U trenutnoj studiji, istraživači su pokazali da je prefrontalni korteks područje mozga koje je uključeno u ažuriranje radne memorije pomoću slanja kratkog magnetskog pulsa u područje. Puls je prekinuo aktivnost korteksa u trenutku kad su istraživači posumnjali da prefrontalni korteks ažurira radnu memoriju. Kada su istraživači uveli puls na desnoj strani prefrontalnog korteksa oko 150 milisekundi nakon što su volonteri vidjeli slovo A ili B, sudionici nisu uspjeli pritisnuti ispravne tipke, kaže Cohen.

Konačno, istraživači su istražili teoriju o tome da dopamin označava nove informacije koje ulaze u prefrontalni korteks kao važne za ažuriranje radne memorije i ciljeva. Cohen i njegov tim su snimili područje mozga koje se zove srednji mozak i sadrži nakupine živčanih stanica pod nazivom dopaminska jezgra koje su izvor većine dopaminskih signala u mozgu. Koristeći visoko rezolutni fMRI, istraživači su ispitivali djelovanje stanica koje luče dopamin u mozgu volontera. Otkrili su da je aktivnost mozga u tim područjima u korelaciji s obje aktivnosti u desnoj strani prefrontalnog korteksa i sposobnosti volontera da pritisne ispravne tipke.

“Zanimljivo je da su signali dopamina u korelaciji s ponašanjem naših volontera i njihovoj moždanoj aktivnosti u prefrontalnom korteksu.” rekao je Cohen. “Ovi nalazi pružaju jake dokaze da dopaminske jezgre omogućuju prefrontalnom korteksu da se zadrži na informacijama koje su relevantne za ažuriranje ponašanja, ali ne i informacijama koje nisu.”

Ljudski um je fascinantno područje koje će biti potrebno još mnogo godina istraživati. Ovi rezultati daju osnovu za nova istraživanja u neurološkoj znanosti, pritom ostaje važno pitanje na koji način mozak postiže adaptivnu ravnotežu između fleksibilnosti i stabilnosti.

Izvor: Princeton University News, znano.st

Leave a Comment