Когда человек принимает решение, мозг должен держать в голове несколько вариантов, не путая их между собой. Американские ученые выяснили, что нейроны в определенной области мозга — латеральной префронтальной коре — работают не поодиночке, а группами, которые называют ансамблями. Эти группы создают четкие электрические сигналы, помогающие мозгу ясно представлять каждый вариант.
Для проведения исследования ученые обучили двух животных играть в игру, в которой им нужно было смотреть в направлении одной из двух указанных целей на экране, в зависимости от того, за какую цель дадут больше награды. Оба варианта предъявлялись, и их значения присваивались последовательно — сначала одна цель, затем ее значение, затем другая цель, а затем ее значение. Мозг должен был запомнить обе цели и их ценность, не перепутав, — для этого мозгу приходилось одновременно обрабатывать несколько представлений для каждой цели — например, порядок предъявления до принятия решения, а затем выбор или отказ после принятия решения. Каждый раз, когда животные играли в игру, исследователи измеряли электрическую активность сотен нейронов в латеральной префронтальной коре, поверхностной области мозга, которая связывает варианты, значения и действия при принятии решений.
С помощью специальных алгоритмов ученые расшифровали электрические сигналы мозга и обнаружили, что нейроны работают группами — ансамблями. Вместе они четко кодируют информацию о целях и их ценности. Чтобы разобраться в этих сигналах, исследователи изобразили их как плоскости в трехмерном пространстве.
Оказалось, что до принятия решения мозг запоминает варианты по порядку их появления: первый и второй. На графике плоскости, отвечающие за первую цель, были параллельны между собой, а те, что отвечали за вторую — тоже параллельны, но при этом перпендикулярны первым. Это значит, что мозг четко разделяет сигналы, не давая им смешаться, как будто держит каждый вариант в отдельной ячейке.
Одни и те же нейроны могли входить в разные группы в разных раундах — это значит, что ансамбли формируются гибко, в зависимости от задачи. Благодаря этому мозг не только принимает решение, но и запоминает, что было предложено, даже если вариант не выбрали. Это важно для обучения: в следующий раз можно будет вспомнить, какой выбор привел к успеху. Таким образом, мозг динамично перестраивает информацию, чтобы справляться с выбором и учиться на нем.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как мозг принимает решения в условиях неопределенности.