Εγκέφαλος: Ανακαλύφθηκαν δυο εγκεφαλικά κυκλώματα που επηρεάζουν τη λήψη αποφάσεων

Από στις 3 Φεβρουαρίου 2017

Επιστήμονες, στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, έχουν εντοπίσει δυο διακριτούς μηχανισμούς στον εγκέφαλο που ελέγχουν την ισορροπία μεταξύ ταχύτητας και ακρίβειας όταν λαμβάνονται αποφάσεις. Η ανακάλυψή τους που ρίχνει νέο φως στα δίκτυα που προσδιορίζουν πόσο γρήγορα κάνουμε μια επιλογή και πόση πληροφορία χρειαζόμαστε για να κάνουμε αυτή την επιλογή. Μια κατανόηση των βαθύτερων λεπτομερειών αυτής της περίπλοκης «καλωδίωσης» στον εγκέφαλο, αποτελεί βάση για την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών για νευρολογικές παθήσεις, όπως η νόσος του Πάρκινσον.

Η βασική εναλλαγή μεταξύ ταχύτητας και ακρίβειας στην λήψη απόφασης μελετείται για περισσότερο από έναν αιώνα, με πολλές μελέτες να υποστηρίζουν ότι η περιοχή του υποθαλαμικού πυρήνα του εγκεφάλου παίζει βασικό ρόλο. «Οι προηγούμενες συμπεριφορικές μελέτες της λήψης απόφασης, δεν μας λένε σχετικά με τα ενεργά γεγονότα ή τα δίκτυα που είναι υπεύθυνα για τις προσαρμογές ταχύτητας και ακρίβειας», αναφέρει ο κύριος συγγραφέας Peter Brown, Καθηγητής Πειραματικής Νευρολογίας στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. «Αυτό θελήσαμε να αντιμετωπίσουμε, μετρώντας την ακριβή θέση και τον χρονισμό της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον υποθαλαμικό πυρήνα και συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με τα συμπεριφορικά δεδομένα που συλλέχθηκαν ενώ εκτελούνταν λειτουργίες λήψης απόφασης».

Ο Brown και η ομάδα του, πρώτα μελέτησε τους χρόνους αντίδρασης 11 ασθενών με νόσο του Πάρκινσον και 18 υγειών συμμετεχόντων στην έρευνα, από τους οποίους ζητήθηκε να εκτελέσουν μια δραστηριότητα κινούμενου σημείου. Αυτό απαιτούσε από τους συμμετέχοντες να αποφασίσουν αν ένα νέφος από κινούμενα σημεία εμφανίζονταν να κινείται αριστερά ή δεξιά. Η δυσκολία της δράσης μεταβάλλονταν, αλλάζοντας τον αριθμό των κινούμενων σημείων σε μια διεύθυνση και στους συμμετέχοντες να δίδονται τυχαία εναλλασσόμενες οδηγίες για να εκτελέσουν τη δράση είτε με ταχύτητα ή με ακρίβεια.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι οι συμμετέχοντες έπαιρναν πολύ ταχύτερα αποφάσεις όταν η δράση ήταν εύκολη – με τα σημεία να κινούνται σε μια απλή κατεύθυνση – και όταν καθοδηγήθηκαν να πάρουν μια γρήγορη απόφαση. Βρήκαν επίσης, σε συμφωνία με προηγούμενες μελέτες, ότι οι συμμετέχοντες έκαναν σημαντικά περισσότερα λάθη κατά τη διάρκεια ελέγχων όπου ξόδευαν περισσότερο χρόνο για να λάβουν μια απόφαση, μετά την οδηγία να δώσουν έμφαση στην ακρίβεια. Χρησιμοποιώντας ένα υπολογιστικό μοντέλο, είδαν ότι παίρνει περισσότερο, στα πιο δύσκολα τεστ, για τον εγκέφαλο να συσσωρεύσει την απαραίτητη πληροφορία για να φτάσει σε ένα κρίσιμο κατώφλι και να πάρει μια απόφαση. Όταν ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να εστιάσουν στην ταχύτητα, το κατώφλι αυτό ήταν σημαντικά χαμηλότερο από ότι όταν εστίαζαν στην ακρίβεια.

«Το επόμενο βήμα ήταν να προσδιορίσουμε τα ενεργοποιημένα δίκτυα στον εγκέφαλο, που ελέγχουν αυτές τις συμπεριφορικές αλλαγές και τις εναλλαγές μεταξύ γρήγορων και με ακρίβεια αποφάσεων», εξηγείται από μέλος της συγγραφικής ομάδας. «Μετρήσαμε την ηλεκτρική δραστηριότητα των ομάδων των νευρικών κυττάρων στον υποθαλαμικό πυρήνα σε πάσχοντες με τη νόσο του Πάρκινσον, οι οποίοι είχαν πρόσφατα υποβληθεί σε θεραπεία με βαθειά διέγερση του εγκεφάλου. Βρήκαμε δυο διακριτά νευρωνικά δίκτυα που διαφέρουν στο τρόπο που είχε ζητηθεί και στον τρόπο που ανταποκρίνονταν στις δράσεις. Το ένα δίκτυο αυξάνει το ποσό της πληροφορίας που απαιτείται πριν την εκτέλεση μιας απόφασης και είναι έτσι περισσότερο πιθανό να ενεργοποιηθεί όταν η ακρίβεια είναι σημαντική, ενώ το δεύτερο δίκτυο φροντίζει να χαμηλώνει αυτό το κατώφλι, ιδιαίτερα όταν επιλογή απαιτεί να γίνει γρήγορα».

Τα ευρήματα προστίθενται στα αυξανόμενα στοιχεία, ότι η περιοχή του προμετωπιαίου φλοιού του εγκεφάλου συνεισφέρει στην λήψη απόφασης και ανοίγει περαιτέρω ενδιαφέρουσες λεωφόρους για να εξερευνηθούν. «Γνωρίζουμε ότι αλλαγές στη δραστηριότητα ενός από τους χώρους που προσδιορίσαμε σχετίζονται επίσης με τον έλεγχο της κίνησης», προσθέτει ο Brown. «Στενές σχέσεις μεταξύ αυτών των νευρωνικών δικτύων θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι ένα κοινό σήμα είναι υπεύθυνο για τις προσαρμογές και των δυο: της ταχύτητας της απόφασης και της κίνησης που προκύπτει. Μια καλύτερη κατανόηση αυτού του μηχανισμού μπορεί να επιτρέψει την εστίαση σε θεραπευτικές παρεμβάσεις σε συγκεκριμένα νευρωνικά κυκλώματα για τη βελτίωση της θεραπείας των νευρολογικών διαταραχών στο μέλλον.

Πηγή: Neuroscience News

Περισσότερα στη δημοσίευση: Distinct mechanisms mediate speed-accuracy adjustments in cortico-subthalamic networks. eLife.

Egno Editorial

Egno Editorial

Το Editorial Team του egno. Επικοινωνήστε μαζί μας μέσω της φόρμας επικοινωνίας.