Результаты их работы, опубликованные на страницах журнала Nature Neuroscience, проливают свет на сложное взаимодействие между различными областями мозга.
В центре внимания ученых оказались две ключевые структуры: префронтальная кора и гиппокамп. Префронтальная кора, по мнению исследователей, выполняет роль своеобразного симулятора, который мысленно прорабатывает различные сценарии будущих действий. При этом она опирается на информацию, хранящуюся в гиппокампе в виде когнитивной карты. Один из авторов исследования, Марсело Маттар, подчеркивает, что углубленное понимание этих механизмов может открыть новые перспективы в лечении расстройств, влияющих на процесс принятия решений.
Для изучения этого процесса ученые разработали компьютерную модель, способную прогнозировать активность мозга во время планирования. Модель успешно воспроизвела обмен информацией между префронтальной корой и гиппокампом. Этот процесс лежит в основе нашей способности быстро адаптироваться к изменяющимся условиям, например, найти альтернативный маршрут, если привычный путь оказался недоступен.
Для проверки точности модели исследователи провели серию экспериментов. В первом эксперименте участники перемещались по виртуальному лабиринту на компьютере. Ученые измеряли время, затрачиваемое людьми на обдумывание каждого шага. Во втором эксперименте крысы перемещались по реальному лабиринту, идентичному виртуальному. Анализ нейронной активности грызунов позволил подтвердить предсказания модели о роли гиппокампа в планировании.
Результаты экспериментов оказались впечатляющими. У людей активность мозга отражала увеличение времени на размышления перед каждым действием в лабиринте. У крыс нейронные реакции при навигации по лабиринту соответствовали симуляции, предсказанной моделью.
Авторы исследования подчеркивают, что их работа предоставляет фундаментальные данные о том, как нейронные сети мозга позволяют нам планировать и оценивать предстоящие действия. Это открытие не только углубляет наше понимание когнитивных процессов, но и может иметь важные практические приложения в области медицины и психологии.