Να τι συμβαίνει στο μυαλό μας την ώρα των «μεγάλων» αποφάσεων

Η ανθρώπινη συμπεριφορά συχνά αποδίδεται σε έννοιες όπως η «κινητοποίηση», η «περιέργεια», το «άγχος» και η «αυτοπεποίθηση».

Ωστόσο δεν είναι ξεκάθαρο αν αυτές οι πνευματικές οντότητες κωδικοποιούνται από συγκεκριμένους νευρώνες σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου.

Ο καθηγητής Adam Kepecs από το Εργαστήριο του Cold Spring Harbor απάντησε σε αυτά τα ερωτήματα, ανοίγοντας τον δρόμο για πιο αποτελεσματικές θεραπείες της ιδεοψυχαναγκαστικής συμπεριφοράς και άλλων ψυχικών διαταραχών.

Σε άρθρο που δημοσιεύει στο Nature περιγράφει πως μελέτησε τον κογχομετωπιαίο φλοιό, μια καίριας σημασίας περιοχή του εγκεφάλου για τη λήψη αποφάσεων σε ανθρώπους και ζώα. Η οποιαδήποτε βλάβη σε αυτή την εγκεφαλική περιοχή εξασθενεί την διαδικασία λήψης αποφάσεων.

Ο Δρ. Kepecs και οι συνεργάτες του θέλησαν να μάθουν πως οι νευρώνες στον κογχομετωπιαίο φλοιό κωδικοποιούν νοητικές μεταβλητές, όπως η κινητοποίηση ή η αυτοπεποίθηση.

«Θέλαμε να καταλάβουμε πως οι νευρώνες κωδικοποιούν αυτές τις μυστηριώδεις οντότητες, ποια είναι η λογική πίσω από αυτές τις διεργασίες και ποια είναι τελικά η αρχιτεκτονική του κογχομετωπιαίου φλοιού», εξηγεί ο ερευνητής.

Καταγράφοντας τη νευρωνική δραστηριότητα στους εγκεφάλους αρουραίων που είχαν κληθεί να λάβουν περίπλοκες αποφάσεις, οι ειδικοί αναγνώρισαν μια νέα δομή στη λειτουργική οργάνωση του κογχομετωπιαίου φλοιού.

Στη συνέχεια θέλησαν να καθορίσουν τι αντιπροσωπεύει αυτή η νευρωνική δραστηριότητα. Χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα έκαναν συγκεκριμένες προβλέψεις για το πως αναπαριστάται η αυτοπεποίθηση με μεταβλητές όπως η δυσκολία στη λήψη μιας απόφασης ή ποια απόφαση λαμβανόταν τελικά. Πολλοί νευρώνες του κογχομετωπιαίου φλοιού ήταν τελικά συνεπείς με τα προγνωστικά μοντέλα, με την δραστηριότητα τους να αυξάνεται ή να μειώνεται ανάλογα με την αυτοπεποίθηση για μια ληφθείσα απόφαση.

Παλαιότερες μελέτες είχαν εντοπίσει στον κογχομετωπιαίο φλοιό παρόμοιες νοητικές μεταβλητές, αλλά εν αντιθέσει με άλλες εγκεφαλικές περιοχές, όπως ο οπτικός φλοιός, δεν υπήρχε καμία σειρά στις αποκρίσεις τους και η πολυπλοκότητα της κωδικοποίησης ήταν χαοτική. «Αυτό που βρήκαν οι επιστήμονες ήταν ένα χάος», λέει ο Δρ. Kepecs, ο οποίος έχει αφιερώσει την καριέρα του στην κατανόηση των νευρωνικών βάσεων της διαδικασίας λήψης των αποφάσεων.

Για να κατανοήσουν λοιπόν αυτό το χάος ο Δρ.  Kepecs και οι συνεργάτες του ακολούθησαν μια άλλη προσέγγιση.

Ο μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Junya Hirokawa,  σήμερα αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Doshisha του Κιότο της Ιαπωνίας, κατέγραψε ένα μεγάλο πληθυσμό νευρώνων του κογχομετωπιαίου φλοιού και με εκλεπτυσμένες τεχνικές μηχανικής μάθησης προσπάθησε να κατανοήσει τα πρότυπα δραστηριότητάς τους. Έτσι ανακάλυψε ότι οι νευρώνες χωρίζονταν σε διακριτές λειτουργικές ομάδες. Και κάθε ομάδα κωδικοποιούσε διαφορετικές νοητικές μεταβλητές, όπως η σιγουριά για μια απόφαση ή η αξία της ανταμοιβής, φέρνοντας στο φως μια μέχρι σήμερα άγνωστη καλά οργανωμένη δομή.

Και τέλος ο Δρ. Kepecs αναρωτήθηκε αν αυτές οι νευρωνικές ομάδες υποστηρίζονται από κάποια εξειδικευμένη ανατομική δομή. Για να απαντήσει σε αυτό το ερώτημα, ο ίδιος και οι συνεργάτες του τροποποίησαν ιούς να στοχεύσουν μια συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων, εκείνες που έκαναν συνδέσεις με το ραβδωτό σώμα του εγκεφάλου, ένα τμήμα σημαντικό για την ενημέρωση ή επανεξέταση της αξίας μιας επιλογής. Κατέγραψαν λοιπόν τη δραστηριότητα αυτών των νευρώνων και παρατήρησαν ότι κωδικοποιούσαν μια νοητική μεταβλητή, την αξία της ανταμοιβής. Δηλαδή κάθε φορά που η αναμενόμενη ανταμοιβή ήταν μικρή η δραστηριότητα των νευρώνων ήταν αυξημένη.

«Και τι μας λέει αυτό; Ότι υπάρχει μια ανατομική λογική που είναι τμήμα της λειτουργικής λογικής», εξηγεί ο Δρ. Kepecs.

Η αποκωδικοποίηση της λογικής σχέσης μεταξύ της λειτουργίας των νευρώνων κατά τη διάρκεια διαφόρων πνευματικών διεργασιών και του πως αυτές δομούνται στον εγκέφαλο, αναμένεται να δημιουργήσει μεγάλες προοπτικές θεραπείας ψυχικών παθήσεων, όπως η μείζονα κατάθλιψη αλλά και νευρολογικών παθήσεων όπως η νόσος του Πάρκινσον.

Άλλα τελευταία άρθρα Κατηγορίας