В журнале Nature опубликованы результаты масштабного проекта Международной лаборатории мозга (IBL). Ученые зарегистрировали активность более полумиллиона нейронов у мышей, охватив 279 областей, то есть 95% всего мозга. Оказалось, что сигналы принятия решений распределены по множеству областей, а не сосредоточены в одном центре.
Карта создавалась совместными усилиями 12 лабораторий Европы и США. Для работы использовались нейропиксели — микроскопические электроды, которые могут записывать сигналы тысяч нейронов сразу. Такой подход позволил впервые увидеть, как мозг действует как единая система.
Как устроен эксперимент
Мышей учили реагировать на свет на экране. Если огонек появлялся слева или справа, животные должны были повернуть колесо в ту же сторону, чтобы получить награду.
Иногда сигнал был едва заметным. В таких случаях мыши ориентировались на предыдущий опыт и угадывали, куда повернуть. Это позволило исследователям проследить, как ожидания и накопленная информация отражаются в мозге.
Результаты показали: еще до выбора активность нарастает в зрительных областях, затем подключаются моторные зоны, а после награды вспыхивает почти весь мозг. Более того, ожидания кодировались не только в когнитивных центрах, но и в сенсорных и двигательных областях, включая таламус, главный ретранслятор зрительных сигналов.
Что это меняет
Обе статьи (первая, вторая) в Nature бросают вызов прежним представлениям. Раньше считалось, что решения рождаются в узких когнитивных центрах. Теперь ясно: это распределенный процесс, в котором участвует весь мозг. Такой подход поможет лучше понять состояния вроде аутизма или шизофрении, связанные с нарушениями обработки ожиданий.
IBL была создана в 2017 году как проект коллективной нейронауки. Лаборатории договорились работать по единым стандартам сбора и обработки данных, что повысило качество и воспроизводимость результатов. Авторы уверены: такие проекты меняют саму культуру нейронауки, где ценится не отдельный прорыв, а объединенные усилия.
Карта активности мозга показала, что даже привычные процессы вроде принятия решений распределены по множеству областей. Но остаются тайны, которые наука пока не разгадала — например, как именно препараты способны «выключать» сознание. Ранее Наука Mail рассказала об одной из самых загадочных областей медицины — анестезии.
