Біологія
Біологія

Вплив ультразвуку на префронтальну кору змінив прийняття рішень мавпами

Британські дослідники описали ділянку мозку, яка може бути залучена у прийнятті рішень на основі оцінювання власних учинків та результатів. Піддаючи цю ділянку ультразвуковій стимуляції у макак, науковцям вдалося порушити її активність та погіршити прийняття тваринами рішень на основі їхнього попереднього вибору. Дослідження, опубліковане в журналі Science Advances, допоможе краще зрозуміти та лікувати психіатричні розлади.

Pexels

Pexels

Над вивченням чого працювали автори?

Щоб зроблений вибір відповідав потребам та ситуації, вимагається розуміння причин і наслідків. Необхідно вміти відрізняти, коли щось сталося через вчинок або ж це випадковий збіг. Наприклад, тварині буде легше пристосуватися, якщо вона розумітиме, коли доступ до їжі є позитивним результатом її власних дій, а коли — просто властивістю середовища.

Неможливість правильно пов'язати події призводить до викривлення сприйняття і в людей є проявом низки психіатричних розладів. Так, люди з обсесивно-компульсивним розладом можуть вчиняти повторювані дії, щоб уникнути певної дискомфортної або загрозливої ситуації, хоча насправді їхня поведінка цьому не сприяє, а іноді й взагалі не пов'язана з нею. Наприклад, людина може відчувати потребу мити руки певну кількість разів або лише конкретним чином, щоб запобігти важкій хворобі. Подібна хибна інтерпретація результатів буває справедливою й для залежних людей, які вважають, що наркотик рятує їх від чогось поганого або сприяє чомусь хорошому. Розуміння того, як відбувається порушення причинно-наслідкових зв'язків при прийнятті рішень допоможе лікувати такі стани, тому вчені Оксфордського університету та Університету Парижа спробували з'ясувати ділянки мозку, відповідальні за цей аспект.

Як проводили вивчення науковці?

Вчені провели дослідження на чотирьох лабораторних макаках, які перебували в апараті функціональної магнітно-резонансної томографії (МРТ), щоб слідкувати за їхньою мозковою активністю. У процесі тваринам необхідно було пройти серію завдань, де від них вимагалося обрати один із двох об'єктів на сенсорному екрані. Вибір кожного з них мав різну ймовірність отримання винагороди у вигляді фруктового соку. Але якщо пов'язання подій у мозку відбувається нормально, то тварина навчається правильно визначати цінність конкретного вибору, на основі чого приймає рішення про наступні дії. Наприклад, якщо минулого разу, обравши об'єкт, вона отримала винагороду, то наступного разу буде схильна знову його обирати, а якщо її вибір не дав позитивного результату, то наступного разу вона його буде схильна його відхилити.

Вчені порівнювали прийняття рішень макаками за трьох умов, із яких дві були контрольними. У одному випадку тварини зазнавали впливу ультразвуку низької інтенсивності на ділянці префронтальної кори з назвою 47/12o, яку раніше пов'язували із навчанням розуміння зв'язку вибір-результат. У двох контрольних ситуаціях тварини або взагалі не зазнавали впливу ультразвуку, або науковці піддавали ультразвуку сусідню до 47/12o частину префронтальної кори, яку раніше із досліджуваним процесом не асоціювали.

Як поводилися тварини внаслідок ультразвукової стимуляції?

Стимуляція ділянки 47/12o зробила макак менш послідовними та порушила нормальний процес прийняття ними рішень. Виконуючи завдання, тварини більше не покладалися на цінність вибору, не розуміючи, що деякі рішення мають більшу вагу й супроводжуються більшими вигодами, ніж інші. Таким чином автори вказали на роль 47/12o в оцінюванні вибору та на можливість порушити активність цієї мозкової ділянки за допомогою неінвазивної технології ультразвукових хвиль низької інтенсивності. При цьому порушення активності сусідньої ділянки мозку не призводила до проблем із прийняттям рішень.

Проте рішення макак після ультразвукової стимуляції не стали абсолютно випадковими. Хоча вони більше не розуміли, як їхні вчинки пов'язані з винагородою, дослідження вказує, що тварини все ще робили вибір на основі цінності самого середовища: вони були схильні повторити свій вибір, якщо минулого разу середовище було оцінене високо.

Ультразвук уже не вперше використовують для цілей, не пов'язаних із типовим діагностичним обстеженням внутрішніх органів. Нещодавно ми писали, як дослідникам вдалося доставити до мозкових пухлин протираковий препарат за допомогою фокусованого впливу ультразвуку. Інші вчені використали ультразвук, щоб вивільнити з мозку до крові біомаркери раку. Ще одне дослідження показало, що ультразвукова стимуляція може допомогти повернути свідомість пацієнтам у коматозному стані.