Голубое пятно раньше считалось однородным ядром, которое контролирует сразу несколько функций организма. Новое исследование показывает, что эта область головного мозга содержит множество различных типов клеток, которые играют роль не только в физиологических реакциях на напряжение и тревогу, но и в обучении новым навыкам.
Ученые нашли в мозге область, играющую ключевую роль в обучении
Исследователи показали, что область, известная как голубое пятно, оказывает более тонкое и многогранное влияние на обучение, поведение и психическое здоровье, чем считалось ранее.
Sur Lab/ MIT Picower Institute
Долгое время голубое пятно считалось центром физиологических реакций на напряжение и тревогу, но ученые предполагают, что у него гораздо больше функций. В частности, эта область может быть ответственна за обучение и обработку информации
На основе имеющихся данных ученые в статье выдвинули гипотезу, что голубое пятно служит своеобразным «распределительным центром» для поступающей в мозг извне информации. Согласно теории, эта область распределяет информацию по всем остальным частям мозга для ее эффективной обработки. Это происходит за счет регулирования уровня нейромедиатора норадреналина в моторной коре и обработки обратной связи от префронтальной коры.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые заставляли мышей выполнять учебные задачи, в которых они получали сигналы от тонов различной высоты и громкости. В ходе обучения мыши узнавали, что, когда тон высокий, нажатие на рычаг даст награду, а когда тон низкий, лучше не нажимать на кнопку, иначе их обдует резким потоком воздуха. Изменяя громкость тона, экспериментаторы влияли на уверенность мышей в том, что они правильно услышали сигнал.
Гипотеза, которую проверяли нейробиологи, предсказывает, что выработка норадреналина будет иметь решающее значение в скорости обучения при изменении условий эксперимента. Когда мышь слышит сигнал низкой высоты, голубое пятно посылает меньше норадреналина в моторную кору, отражая убеждение животного, что рычаг не следует нажимать, потому что никакой награды не будет. Между тем, чем меньше объем этого нейромедиатора, тем меньше уверенности у животного в своем решении. И наоборот, высокий тон высокой сигнала послал бы больше норадреналина, отражая уверенность животного в том, что нажатие рычага принесет награду.
Предварительные данные показывают, что гипотеза ученых верна. Но пока рано говорить о каких-то определенных результатах. Авторы намерены более подробно исследовать функции голубого пятна. Результаты работы, в частности, могут помочь в лечении болезни Альцгеймера, так как изучаемая область — одна из первых, которая поражается при этом заболевании.
Статья ученых опубликована в журнале Frontiers in Neural Circuits.