Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Предсказать действия других помогают специальные нейроны

Нейрофизиологи из Римского университета Ла Сапиенца обнаружили в коре мозга макак-резусов нейроны, активные в период ожидания действия со стороны человека. Это может указывать на наличие у них базовых функций, связанных с сознанием – способности определять, анализировать и предсказывать свои и чужие поступки, различать источники действия. Изучение этой системы у приматов поможет глубже понять нарушения социального поведения у людей с шизофренией и расстройствами аутистического спектра. Статья находится в открытом доступе на сайте Nature Scientific Reports.

предсказать действия других помогают специальные нейроны

С помощью регистрации электрической активности отдельных нейронов учёные сделали предположение, что у приматов в понимании действий окружающих важную роль играет зеркальная система передней части теменной коры. Считается, что это понимание достигается за счёт симуляции – активность зеркальной системы, когда обезьяна наблюдает за действиями человека или другой обезьяны не отличается от той, которая возникает в случае, когда само животное совершает эти действия.

Недавно исследования обратились к теме различения своих и чужих действий и их последствий. Выявилась активность в дополнительной моторной области (supplementary motor area; SMA) и находящейся рядом зоне (pre-supplementary motor area, pre-SMA). Похожие результаты получены и в исследованиях с людьми. Однако до сих пор оставалось неясно, отвечают ли эти зоны только за репрезентацию наблюдаемых действий или предсказание.

В своей новой статье итальянские учёные представили разработанный ими эксперимент, который позволяет отличить предсказание от репрезентации за счёт периода ожидания. Помимо этого во время эксперимента они снимали показания нейронов не только в зонах SMA и pre-SMA, но и в зонах Бродманна 8 и 9, относящихся к задней части префронтальной коры – её обычно связывают с планированием. Авторы определяли нейронный механизм, стоящий за предсказанием действий другого в случае, если для этого не требуется сложных рассуждений о верах, целях и информации, которыми обладает субъект.

В ходе эксперимента для того, чтобы получить награду, макака выбирала из двух целей, появляющихся на двух из четырёх возможных мест на экране, ту, которую не выбирала в предыдущий раз (выбранный предмет на этом этапе всегда появлялся на том же месте в следующем). Между периодами был интервал в одну секунду, когда задание уже представлялось, но выбирать, то есть активно действовать, ещё было нельзя. К тому же у макаки в ходе эксперимента партнёром выступал человек. В любом из периодов, начиная со второго, он мог начать выполнять то же задание вместо обезьяны. Тогда она становилась наблюдателем. Через 1, 2, 3 или 4 периода, человек снова становился наблюдателем, а животное выполняло задание. Причём, когда человек правильно выполнял задание, макака тоже получала награду.

Задание считалось интерактивным, если предыдущий ход был совершен человеком. Это значило, что макака должна была запомнить, что человек выбрал в предыдущем периоде, и использовать эту информацию, чтобы совершить правильный ход и получить вознаграждение.

В эксперименте участвовали две резус-макаки мужского пола. Обе они выполняли задания довольно точно (97 и 91 процент правильно для не интерактивных и интерактивных попыток у первого животного, 98 и 95 – у второго), при этом у первого наблюдалась разница во времени реакции между интерактивными и не интерактивными попытками.

Велось наблюдение за активностью 273 нейронов. Получилось, что 68 нейронов связывались только с действиями макаки, 59 – только с действиями человека, и 29 – с действиями обоих. Это указывает на то, что для предсказания действий агента используется отдельная система нейронов, а не только «зеркальная» система, отвечающая за симуляцию.



предсказать действия других помогают специальные нейроны
Распределение нейронов по зонам. Белым – незначимые. Синим – только деятельность обезьяны. Красным – человека. Зеленым – обеих агентов. pmPFC – задняя часть медиальной префронтальной коры (posterior part of medial prefrontal cortex).

Также учёные проанализировали активность нейронов относительно цели (правый или левый предмет). Для префронтальной коры авторы обнаружили интересную зависимость: некоторые группы нейронов меняли кодирование желаемой цели на полностью противоположное в зависимости от того, кто делал выбор. Например, когда ходила макака, эти группы нейронов кодировали правую как желаемую цель, а когда в такой же ситуации ходил человек – то левую, как «анти-желаемую». Авторы сделали предположение о гибкости функций нейронов: когда обезьяна становится наблюдателем, эта группа меняет свою функцию, и поэтому появляется другая зависимость активности.

Активность популяций нейронов также зависела от времени ожидания. В начале клетки в pre-SMA становились более активными, затем частота потенциалов действия снижалась, а в медиальной префронтальной коре – наоборот. Более того, общая зависимость активности популяций нейронов от времени зависела от того, кто ходил в этом периоде: обезьяна или человек.

Получается, что использование той же группы нейронов, как и при планировании своих действий, для предсказания поведения окружающих, еще не означает, что принцип работы этой системы будет таким же. Возможно, здесь существует большая гибкость.

Полученные знания могут объяснять наблюдаемые у людей с шизофренией или болезнями аутистического спектра отклонения социального поведения, вроде отсутствия способности различать, кто совершает действие. Считается, что нарушения медиальной фронтальной коры связаны с этими расстройствами.

Непонятно всё же, есть ли у макак сознание, но, по крайней мере, у них есть некоторая способность понимать намерения других, которая может изучаться в будущем.

Текст: Мария Азанова

Ссылка на источник

Tags: знания, исследования, нейроновости, нейрофизиология, психология
Subscribe

Posts from This Journal “нейрофизиология” Tag

promo alev_biz 02:33, saturday 1
Buy for 10 tokens
Нейрохирурги впервые провели «репетицию» трансплантации головы на человеческих трупах — 18-часовой эксперимент провела в Китае команда врачей под руководством Сяопина Жэня (Xiaoping Ren) из Харбинского медицинского университета. Как сообщает газета The Telegraph, об успехе…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments