Таламус поучаствовал в принятии вероятностных решений

Принятие решений при меняющейся вероятности наступления событий определяется функциональными связями между префронтальными отделами головного мозга и таламусом, который посылает сигнал от органов чувств коре больших полушарий. Это выяснили немецкие ученые: они провели эксперимент, в ходе которого участникам необходимо было выбирать, какую сенсорную стимуляцию они получат, основываясь на информации о стимуляции, полученной до этого. Работа ученых, опубликованная в Cerebral Cortex, уточняет роль таламуса в процессе принятия решений.

У каждого события, которое происходит в жизни человека, есть определенная вероятность. Предсказать ее точно невозможно практически никогда, но можно примерно оценить то, растет она или снижается в зависимости от сторонних событий: тех, которые происходят одновременно, или тех, которые происходили ранее. К примеру, если вам захочется купить шоколадку, то вероятность того, сможете ли вы ее получить сегодня, будет снижаться со временем, так как магазин закрывается, скажем, в десять часов вечера.

Разумеется, подобные сторонние события и факторы должны сказываться на процессе принятия решения: вряд ли человек, у которого осталось пять минут на то, чтобы дойти до магазина за шоколадкой, решит не торопиться и дальше. Такой механизм адаптации, с одной стороны, требует работы префронтальной коры (она как раз отвечает за принятие решений), а с другой — ее связи с другими участками мозга, в частности — моторной корой.

Изучить эти связи подробнее решили Бин Вон (Bin Wang) и Буркхард Плегер (Burkhard Pleger) из Рурского университета в Бохуме. В своем эксперименте они использовали тактильный стимулятор — небольшое устройство с восемью пластиковыми выдвигающимися наконечниками, расположенными в два ряда. В зависимости от условия эксперимента (всего их два) стимулятор выдвигал либо верхние, либо нижние четыре наконечника, а участники эксперимента держали палец правой руки на стимуляторе и могли это почувствовать.

Эксперимент с 28 участниками проходил с использованием фМРТ: после первой стимуляции участникам необходимо было нажать другой рукой на одну из двух кнопок — верхнюю или нижнюю — в зависимости от того, какую стимуляцию они получили. После этого участникам надо было выбрать, какой будет следующая стимуляция — такой же или другой. Добровольцев просили не угадывать, а учитывать то, как меняется стимуляция — и предсказывать следующую. Вероятность появления той или иной стимуляции (90 против 10, 70 против 30 и 50 против 50 процентов) участникам была неизвестна.

Больше правильных ответов участники давали в том случае, если вероятность появления одного события была высокой (90 процентов), и в этом же случае быстрее выбирали верный вариант (p < 0,001). В тех случаях, когда участники не меняли своего решения, в их мозге наблюдалась ослабленная функциональная связь между вентромедиальной частью префронтальной коры и вторичной соматосенсорной корой, причем чем слабее была связь, тем быстрее участники принимали решение, не адаптируя его.

Напротив, в том случае, когда участники оценивали вероятность событий и меняли свое решение, наблюдалась повышенная функциональная связь между орбитофронтальной корой (еще одной частью префронтальной коры) и одним из ядер таламуса. Опять же, в том случае, если участники были уверены в своем изначальном решении и не адаптировали его, связь была слабее. 

Авторы заключили, что адаптивное принятие решений требует налаженной и крепкой функциональной связи между таламусом и префронтальными отделами головного мозга. Одна из функций таламуса — передача сигнала от сенсорных органов коре больших полушарий, в основном — моторным отделам, которые в процессе принятия решений связываются с отделами префронтальной коры. Таламус, таким образом, выполняет еще одну функцию — руководит принятием решений в том случае, если изначально выбранную стратегию нужно изменить: в случае, если она действительно меняется, функциональная связь между ним и другими отделами становится сильнее.

То, что не только префронтальная кора участвует в процессе принятия решений, ученые показывали и ранее: например, премоторной коре, судя по всему, для этого процесса даже не нужны сигналы от других участков коры больших полушарий — по крайней мере, так показал эксперимент на мышах.

Елизавета Ивтушок