Beyin Yeni Bilgileri Hedef Belirlemeye Nasıl Yerleştiriyor?
Princeton Neuroscience Institute'daki (PNI) araştırmacılar, gönüllülerin beyin taramalarını kullanarak, güncelleme hedeflerinin prefrontal kortekste gerçekleştiğini ve beyin kimyasalı dopamin ile ilişkili sinyalleri içeriyor gibi göründüğünü keşfettiler. Araştırmacılar beynin o bölgesindeki aktiviteyi kesmek için manyetik bir darbe kullandığında, gönüllüler bir oyun oynarken ekranda harflerin belirdiğini gördükten sonra bir düğmeye basmalarını gerektiren yeni bir göreve geçemediler.
PNI eş direktörü Ph.D. Jonathan Cohen, "Beynin bir göreve konsantre olma ve ardından başka bir göreve esnek bir şekilde geçme yeteneğine katkıda bulunan temel bir mekanizma bulduk" dedi. "Bu sistemdeki bozukluklar, şizofreni ve obsesif kompulsif bozuklukta gözlemlenenler gibi bilişsel işlevin birçok kritik bozukluğunun merkezinde yer alıyor."
Cohen, mevcut araştırmanın, bir görevi, davranışı veya hedefi güncellemek için yeni bilgiler kullanıldığında, bu bilginin, çalışma belleği olarak bilinen bir tür kısa süreli bellek deposunda tutulduğunu gösterdiğini açıkladı. Ancak araştırmacılar, bu bilgilerin güncellenmesinde hangi mekanizmaların yer aldığını bilmiyorlardı.
Bunu öğrenmek için Cohen'in araştırma ekibi, belirli bir görsel ipucuna bağlı olarak belirli bir düğmeye bastıkları bir oyun oynayan gönüllülerin beyinlerini taramak için fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullandı.
Gönüllü X harfini görmeden önce A harfini gördüyse, düğme 1'e basmak zorunda kaldı. Ancak gönüllü X'i görmeden önce B harfini gördüyse, katılımcı 2 düğmesine basmak zorunda kaldı. A ve B hizmet etti kişinin hangi düğmeye basacağına karar verme hedefini güncellemek için kullandığı yeni bilgiler olarak. Görevin başka bir versiyonu, aynı katılımcıların, A veya B'nin gösterilip gösterilmediğine bakılmaksızın, bir X'i gördüklerinde düğme 1'e basmasını gerektirdi.
FMRI ile araştırmacılar, katılımcıların doğru düğmeye basmadan önce A veya B görüp görmediklerini hatırlamalarını gerektiren görevler sırasında sağ prefrontal kortekste aktivite tespit ettiler, ancak katılımcının yalnızca istendiğinde düğmeye basması gereken görevler sırasında değil. bir X.
Bu sonuçlar, Cohen tarafından yürütülen ve beyin aktivitesinin zamanlamasını ölçmek için başka bir tarama yöntemi kullanan önceki bir çalışmanın bulgularını doğruladı. Elektroensefalografi (EEG) kullanarak, araştırmacılar prefrontal korteksin, katılımcının A veya B harfini görüntülemesinden 150 milisaniye sonra beyin elektrik aktivitesinde bir artış gösterdiğini buldular.
Yeni çalışma için araştırmacılar, prefrontal korteksin gerçekten de bölgeye kısa bir manyetik darbe göndererek işleyen hafızayı güncellemeyle ilgili beyin alanı olduğunu gösterdiler. Bu nabız korteks aktivitesini tam zamanında bozdu - EEG'nin ortaya çıkardığı gibi - araştırmacılar, prefrontal korteksin çalışma belleğini güncellediğinden şüpheleniyorlardı.
Araştırmacılar, gönüllüler A veya B'yi gördükten yaklaşık 150 milisaniye sonra nabzı prefrontal korteksin sağ tarafına soktuğunda, katılımcıların doğru düğmelere basamadığını söyledi.
"Eğer nabız fMRI kullanılarak gözlemlenen sağ prefrontal korteksin kısmına iletilirse ve beyin EEG tarafından ortaya konduğu gibi bilgilerini güncellerken, o zaman deneğin A ve B hakkındaki bilgileri saklamayacağını tahmin ettik. Düğmeye basma görevindeki performansına müdahale ediyor ”dedi Cohen.
Son olarak, araştırmacılar, motivasyon ve ödülle ilgili doğal olarak oluşan bir kimyasal olan dopaminin, prefrontal kortekse giren yeni bilgileri, işleyen hafızayı ve hedefleri güncellemek için önemli olarak etiketlediğine dair teorilerini araştırdılar.
Cohen ve ekibi, beyindeki dopamin sinyallerinin çoğunun kaynağı olan dopaminerjik çekirdek adı verilen sinir hücresi kümelerini içeren orta beyin adlı bir beyin bölgesini görüntüledi.
Araştırmacılar, yüksek çözünürlüklü fMRI kullanarak, oyuna katılan gönüllülerin beyinlerindeki bu dopamin salgılayan hücrelerin aktivitesini araştırdılar. Araştırmacılar, bu bölgelerdeki aktivitenin sağ prefrontal korteksteki aktivite ve gönüllülerin doğru düğmelere basma becerisi ile ilişkili olduğunu buldular.
Cohen, "Dikkat çekici kısım, dopamin sinyallerinin hem gönüllülerimizin davranışları hem de prefrontal korteksteki beyin aktiviteleriyle ilişkili olmasıydı" dedi. "Bu bulgular kümesi, dopaminerjik çekirdeklerin prefrontal korteksin davranışı güncellemekle ilgili olan bilgileri tutmasını sağladığına dair güçlü kanıtlar sağlar, ancak olmayan bilgileri sağlamaz."
Çalışma tarafından yayınlandı Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
Kaynak: Princeton Üniversitesi
