Ученые нашли в мозге область, играющую ключевую роль в обучении
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
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.
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.