Ученые из Университета Оттавы описали общий принцип работы нейронов в области среднего мозга, которая является источником нашей центральной серотониновой системы, ключевой части нервной системы, участвующей в большом диапазоне когнитивных и поведенческих функций. Ученые показали, что именно эта область мозга играет важную роль при принятии бинарных решений. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.
Серотониновые нейроны определяют выбор решения, которое делает мозг
Ученые из Университета Оттавы описали общий принцип работы нейронов в области среднего мозга, которая является источником нашей центральной серотониновой системы, ключевой части нервной системы, участвующей в большом диапазоне когнитивных и поведенческих функций. Ученые показали, что именно эта область мозга играет важную роль при принятии бинарных решений.
На перепутье. Neuroscience News
«Брать зонтик, или не брать зонтик». Наша жизнь полна подобными бинарными решениями — выбором между одной из двух альтернатив. Но что на самом деле происходит в нашем мозге, когда мы принимаем такие решения, пока непонятно.
«В настоящее время основная модель предполагает, что отдельные нейроны нашей центральной серотониновой системы действуют независимо друг от друга. Но мы показали, что они формируют ансамбли и эти ансамбли конкурируют между собой», — говорит соавтор работы доктор Жан-Клод Бейк.
Работа группы на мышиных моделях включала сочетание нескольких экспериментальных подходов, таких как электрофизиология, клеточная визуализация, оптогенетика и поведенческие подходы, а также математическое моделирование и компьютерные симуляции.
Соавтор работы доктор Майкл Линн говорит, что отдельные группы серотониновых нейронов имеют свои собственными модели активности, каждая из которых контролирует высвобождение серотонина в определенной области мозга.
«Мы показываем, что отдельные ансамбли нейронов могут конкурировать друг с другом: "выигравшие" ансамбли серотониновых нейронов с высокой активностью могут значительно снизить высвобождение серотонина из "проигравших" ансамблей», — говорит Линн.
Принятие решения
Хабенула у макаки-резуса. Вверху, мозг обезьяны. Расположение хабенулы обозначено красным кружком. C — хвостатое ядро; Th — таламус; SC — верхний колликул; IC — нижний колликул. Масштабная линейка, 5 мм × 2. Внизу гистологический срез, показывающий хабенулу (красный круг).
Работа ученых дает объяснение того, как наш мозг участвует в повседневном принятии решений. Ученые определили, как латеральная хабенула, область, которая активируется, когда мы расстроены, и которая связана с депрессивным расстройством, в конченом счете контролирует активность серотониновых нейронов.
Хабенулярные нейроны кодируют уровень угрозы, который мозг получает из окружающей среды и, возможно, даже из наших действий. А воплощается решение активаций того или другого ансамбля серотониновых нейронов.
Доктор Бейк объясняет: «Идем ли мы по этой темной аллее или избегаем ее? Каким-то образом наш мозг должен вычислять характеристики нашего мира — включая то, насколько угрожающей является конкретная среда — и выдавать двоичный вывод: вы идете или нет». Причем серотониновая активность не подталкивает нас, например, к первому выбору, а заставляет нас избегать второго.