Теперь исследование на обезьянах, проведенное учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи показал, что активность этих нейронов кодирует значение вариантов и определяет окончательное решение. В экспериментах исследователи позволяли животным выбирать между разными вкусами сока. Изменяя активность нейронов, исследователи изменили степень привлекательности каждого варианта для обезьян, заставив животных сделать другой выбор.
Исследование опубликовано ноябрь. 2 в журнале Nature.
Детальное понимание того, как оцениваются варианты и как делается выбор в мозгу, поможет нам понять, как принятие решений идет не так, как у людей с такими состояниями, как зависимость, расстройства пищевого поведения, депрессия и шизофрения.
«При ряде психических и психоневрологических расстройств пациенты постоянно делают неправильный выбор, но мы не понимаем, почему», – сказал старший автор Камилло Падоа-Скиоппа, доктор философии, профессор нейробиологии, экономики и биомедицинской инженерии. "Теперь мы нашли один важный фрагмент этой головоломки. По мере того, как мы проливаем свет на нейронные механизмы, лежащие в основе выбора, мы получим более глубокое понимание этих расстройств."
В XVIII веке экономисты Даниэль Бернулли, Адам Смит и Джереми Бентам предложили людям выбирать между вариантами, вычисляя субъективную ценность каждого предложения, принимая во внимание такие факторы, как количество, качество, стоимость и вероятность фактического получения обещанного предложения. После вычисления значения будут сравниваться, чтобы принять решение. Потребовалось почти три столетия, чтобы найти первые конкретные доказательства таких вычислений и сравнений в мозгу.
В 2006 году Падоа-Скиоппа и Джон Асад, доктор философии, профессор нейробиологии Гарвардской медицинской школы, опубликовали новаторскую статью в журнале Nature, описывающую открытие нейронов, которые кодируют субъективную ценность предлагаемых и выбранных товаров. Нейроны были обнаружены в орбитофронтальной коре, области мозга чуть выше глаз, участвующей в целенаправленном поведении.
Однако в то время они не смогли продемонстрировать, что значения, закодированные в мозгу, напрямую приводят к выбору одного варианта вместо другого.
«Мы обнаружили нейроны, кодирующие субъективные ценности, но сигналы ценностей могут направлять все виды поведения, а не только выбор», – сказал Падоа-Скиоппа. "Они могут управлять обучением, эмоциями, перцептивным вниманием и аспектами моторного контроля. Нам нужно было показать, что ценностные сигналы в определенной области мозга определяют выбор."
Чтобы изучить связь между ценностями, кодируемыми нейронами, и поведением выбора, исследователи провели два эксперимента.
Исследование было проведено первыми авторами Себастьяном Баллеста, докторантом, затем докторантом, и Вэйканом Ши, аспирантом, с помощью Кэтрин Конен, доктора философии, затем аспирантки, которая разработала один из экспериментов. Баллеста сейчас является адъюнкт-профессором Страсбургского университета в Страсбурге, Франция; Конен сейчас в Университете Брауна.
В одном эксперименте исследователи неоднократно давали обезьянам два напитка и записывали выбор животных. Напитки предлагались в различных количествах и включали лимонад, виноградный сок, вишневый сок, персиковый сок, фруктовый пунш, яблочный сок, клюквенный сок, мятный чай, пунш из киви, арбузный сок и подсоленную воду. Обезьяны часто предпочитали один вкус другому, но им также нравилось получать больше, а не меньше, поэтому их решения не всегда были легкими.
Каждая обезьяна указала на свой выбор, взглянув на нее, и выбранный напиток был доставлен.
Затем исследователи поместили крошечные электроды в орбитофронтальную кору каждой обезьяны. Электроды безболезненно стимулируют нейроны, которые представляют ценность каждого варианта. Когда исследователи пропустили через электроды слабый ток, а обезьяне предложили два напитка, нейроны, задействованные в обоих вариантах, начали срабатывать быстрее.
С точки зрения обезьяны это означало, что оба варианта стали более привлекательными, но из-за того, как значения кодируются в мозгу, привлекательность одного варианта возросла больше, чем другого. В результате низкоуровневая стимуляция повышала вероятность выбора животным одного конкретного варианта предсказуемым образом.
В другом эксперименте обезьяны увидели сначала один вариант, затем другой, прежде чем они сделали выбор. Подача более высокого тока, когда обезьяна рассматривала один вариант, нарушила вычисление стоимости, происходившее в то время, что увеличивало вероятность того, что обезьяна выберет тот вариант, который не был нарушен.
Этот результат показывает, что значения, вычисленные в орбитофронтальной коре, являются необходимой частью выбора.
«Когда дело доходит до такого выбора, мозг обезьяны и человеческий мозг кажутся очень похожими», – сказал Падоа-Скиоппа. «Мы думаем, что эта же нейронная цепь лежит в основе всех видов выбора, который делают люди, например, между разными блюдами в меню ресторана, финансовыми инвестициями или кандидатами на выборах.
Даже важные жизненные решения, например, какую карьеру выбрать или за кого выйти замуж, вероятно, используют эту схему. Каждый раз, когда выбор основан на субъективных предпочтениях, эта нейронная цепь отвечает за него."