Ученые проследили за принятием решений в мозге у крыс

Для изучения механизма принятия решений ученые использовали специальный плавательный тест с крысами. В ходе эксперимента животных помещали в прозрачный наполненный водой пластиковый стакан с высокими стенками. Как правило, сначала животные пытаются из него выбраться, и лишь спустя некоторое время отчаиваются и прекращают что-либо делать (при этом они не тонут).

Обычно этот тест используют для измерения эффективности антидепрессантов — подавленные животные прекращают попытки выбраться из стакана гораздо раньше жизнерадостных.

В новом эксперименте авторы считывали активность мозга крыс в то время, пока те находились в наполненном стакане. Ранее уже было известно, что в процессе принятия решения (в данном случае — плыть или не плыть) участвуют нейроны, входящие в состав префронтальной коры. Однако ученые не могли сказать, какие именно это нейроны, поскольку неспецифическое электрическое стимулирование этой зоны никак не влияло на поведение крыс. По словам авторов, это говорит о наличии в префронтальной коре как стимулирующих, так и подавляющих целенаправленную активность нейронов.

Чтобы выделить из исследуемой зоны именно те нейроны, которые приводят к активным действиям, авторы прибегли к методам оптогенетики. Они работали с животными, нейроны которых могли активироваться в ответ на прямое облучение светом с помощью вживленного световода. Этот метод, в отличие от электрической стимуляции, может быть крайне специфичным, стимулируя исключительно исследуемую популяцию нейронов.

Используя методы оптогенетики, биологи проследили, какие именно нейроны префронтальной зоны активируют нейроны в стволе мозга и проследили путь, которым идет мотивирующий сигнал. Одним из ключевых пунктов, через которые проходил сигнал, оказался центр выработки серотонина — нейромедиатора, нарушение метаболизма которого связано с депрессией.

Ранее работающие методами оптогенетики биологи показали, что с помощью активации светом отдельных зон мозга макак можно сделать их сообразительнее, существенно улучшив результаты их тестов на мышление.