Исследователи Университетского колледжа в Лондоне сделали революционный прорыв в понимании когнитивной деятельности мозга, открыв новый механизм взаимодействия между неокортексом и таламусом. В ходе исследования, опубликованного в журнале Nature, ученые обнаружили, что неокортекс и таламус работают вместе для выявления несоответствий между ожиданиями животных и реальными событиями.
Исследование показало, что ошибки прогнозирования приводят к активации нейронов, специфически отвечающих за обработку неожиданной сенсорной информации. Эти сигналы ошибках прогнозирования играют ключевую роль в процессе обучения и корректировке ожиданий, что особенно важно для адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды.
Чтобы лучше понять, как мозг обрабатывает ожидаемые и неожиданные события, ученые использовали метод двухфотонной кальциевой визуализации, наблюдая за активностью нейронов мышей в виртуальной реальности. Мыши перемещались по виртуальному коридору, где им неожиданно предлагались новые визуальные стимулы, что позволило контролировать сенсорные входы с высокой точностью.
Результаты показали, что сигналы ошибок прогнозирования в мозге не просто кодируют различия между ожидаемым и реальным визуальным вводом. Вместо этого мозг усиливает реакции нейронов, наиболее чувствительных к неожиданным стимулам, делая неожиданные события более заметными и помогая животным лучше реагировать на изменения в окружающей среде.
Кроме того, исследователи обнаружили, что два типа нейронов — ингибирующие интернейроны, экспрессирующие VIP, и таламическая область подушки, интегрирующая информацию из многих неокортексных и подкорковых областей — взаимодействуют для генерации сигналов ошибок прогнозирования. Эти нейроны работают вместе, регулируя сенсорные реакции в зависимости от контекста.
Таким образом, кооперативное взаимодействие между неокортексом и таламусом играет ключевую роль в обработке сенсорных ошибок прогнозирования. Эти результаты могут дать новое понимание механизмов, лежащих в основе расстройств аутистического и шизофренического спектра, и стать основой для будущих исследований в этой области.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/09/02/brain2/
