Медики поняли, как мозг запоминает решения и накапливает опыт

Мозг млекопитающих (в том числе и наш с вами) хранит и запоминает огромное количество информации, основанной на наших решениях и взаимодействиях с окружающим миром. В результате этого мы адаптируемся и приобретаем опыт в той или иной сфере нашей жизни. Но как именно это происходит? И каким образом накапливается тот самый «жизненный опыт». Кажется, ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса нашли ответ на эти вопросы.

Как работает мозг

Группа исследователей во главе с доцентом кафедры нейробиологии Джереми Коэном в своей работе использовала имитацию жизни в дикой природе для того, чтобы обучить 36 мышей выбирать между двумя трубками, которые доставляют им воду. Обе трубки контролировались компьютером и машина включала каждую из них «рандомно» (с точки зрения мышей), но при этом следуя определенному алгоритму. В итоге животные понимали, как работает эта система и стали чаще подходить к той трубке, которая с наибольшей вероятностью могла включиться и напоить их.

Самое интересное началось после того, как ученые поменяли алгоритмы подачи воды. Когда грызуны понимали, что «что-то не так», им требовалось гораздо меньше времени, чем в первый раз, на то, чтобы понять, как теперь работают трубки для подачи воды. При этом на «осознание» с каждой сменой алгоритма подачи воды уходило все меньше времени. То есть животные, основываясь на предыдущем опыте, приспосабливались к изменившимся условиям и принимали те или иные решения.

Как мозг формирует опыт?

Чтобы выяснить, грубо говоря, где в мозге мышей «хранятся воспоминания о воде», ученые прикрепили грызунам на голову микроэлектроды для того, чтобы измерить скорость работы более, чем 3000 нейронов коры головного мозга. В начале эксперимента (когда у мышей еще не было знаний о работе системы подачи воды) потенциал действия фиксировался лишь в участках мозга, отвечающих за кратковременную память. По ходу продолжения опытов скорость передачи сигналов между нейронами уменьшалась (что говорит о более быстром принятии решении), а позже и вовсе сигналы начали регистрироваться в областях головного мозга, отвечающих за долгосрочную память (формирование опыта). Как рассказал Джереми Коэн:

Выяснение того, где и как долго мозг может хранить информацию и почему он это делает, дает нам возможность понять, как работает модель принятия решений. В конечном счете такие модели помогут нам найти способы воздействия на зоны, которые сформировались в результате негативного опыта. Например, зоны, отвечающие за зависимость от алкоголя, сигарет или наркотических средств. После этого мы сможем разработать более эффективные методики борьбы с этими состояниями.