Нейробиологи разочаровали начальников: карта мозга показала, как весь орган принимает решения

Международная группа нейробиологов представила первую почти полную карту работы мозга млекопитающего. Эксперимент на мышах показал: в принятии решений участвует не только несколько специализированных областей, как считалось ранее, а практически весь мозг.

Масштабный проект

Проект возглавила Международная лаборатория мозга (IBL), объединившая десятки лабораторий Европы и США. В общей сложности проанализировали данные от 600 000 нейронов, покрывающих 95% мозга мыши.

139 животных в 12 центрах прошли стандартизированные тесты: перед экраном мышам показывали короткую вспышку маркера справа или слева. За правильный выбор направления колёсика следовало вознаграждение.

Запись активности мозга вели нейропиксельные зонды — устройства, фиксирующие сигналы от сотен нейронов одновременно.

Что ожидали и что получили

Классические модели описывали процесс как цепочку:

1. зрительная кора фиксирует стимул;

2. префронтальная кора обрабатывает решение;

3. память добавляет контекст;

4. двигательные зоны управляют реакцией.

Эта схема частично подтвердилась: первой включалась зрительная кора. Но остальное оказалось неожиданным.

"Мы обнаружили сигналы принятия решения и предыдущего опыта в гораздо большем числе областей мозга, чем предполагали", — отметил Маттео Карандини, Университетский колледж Лондона.

Практически все зоны мозга давали предсказуемую картину того, получит ли мышь награду.

Когда приходится угадывать

Вторая часть эксперимента усложняла задачу: маркер делали почти невидимым. Тогда мышам приходилось полагаться на предыдущие ожидания, то есть угадывать.

Исследователи заметили: и эти сигналы были распределены по мозгу куда шире, чем думали раньше. Такой эффект связывают с работой памяти и той самой "интуицией".

Сравнение подходов

Научные аналогии

Карандини сравнил работу IBL с историей науки:

• Физика элементарных частиц и проект "Геном человека" показали силу коллективных усилий.

• В астрономии телескоп позволил изучать звёзды детально, а не только "общую картину".

Нейробиология теперь получает "свой телескоп", позволяющий наблюдать всю мозговую активность одновременно.

Ограничения и будущее

Важно, что полученные данные корреляционные: они показывают, где и когда активировались нейроны, но не доказывают, что это непосредственно вызвало выбор мыши.

"Следующий шаг — добавить причинно-следственную связь в исследование", — подчеркнул Карандини.

Эта карта станет основой для новых проектов, которые помогут разобраться в том, как мозг формирует решения и как рождается чувство, напоминающее интуицию.