Ученые из Университета Лондона открыли новый механизм когнитивного функционирования мозга. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что взаимодействие между неокортексом и таламусом помогает мозгу выявлять расхождения между ожиданиями животных и реальностью.
Исследование также выявило, что неверные прогнозы приводят к усилению нейронов, ответственных за обработку неожиданных сенсорных данных. Эти сигналы об ошибках прогнозирования важны для обучения и корректировки ожиданий, что критично для адаптации к изменениям окружающей среды.
Для изучения процесса обработки мозгом ожидаемых и неожиданных событий, ученые применили метод двухфотонной кальциевой визуализации, наблюдая за нейронной активностью у мышей в условиях виртуальной реальности. Мыши двигались по виртуальному коридору, где им неожиданно предъявлялись новые визуальные стимулы, что позволяло точно контролировать сенсорные входы.
Результаты исследования показали, что мозг не просто регистрирует различия между ожидаемым и реальным визуальным вводом, а усиливает реакции нейронов, наиболее чувствительных к неожиданным стимулам, делая неожиданные события более заметными и способствуя лучшей адаптации животных к изменениям окружающей среды.
Кроме того, ученые обнаружили, что взаимодействие между двумя типами нейронов — экспрессирующими ингибирующие интернейроны и таламической областью мозга — важно для генерации сигналов ошибок прогнозирования. Эти нейроны совместно регулируют сенсорные реакции в зависимости от контекста.
Таким образом, совместная работа неокортекса и таламуса является ключевой для обработки сенсорных ошибок прогнозирования. Эти результаты могут пролить свет на механизмы, лежащие в основе некоторых расстройств, таких как аутизм и шизофрения, и стать основой для будущих исследований в данной области.
