Почему мы меняем свой выбор: секреты нейронной динамики в префронтальной коре

Как мы принимаем решения и насколько мы уверены в своем выборе? Этот вопрос интересует не только психологов, но и нейробиологов, которые изучают механизмы работы мозга. Недавно американские ученые провели уникальное исследование, в ходе которого они измеряли активность нейронов в префронтальной коре обезьян, выполняющих задачу по принятию решений. Они обнаружили, что динамика этих нейронов отражает степень уверенности обезьян в своем выборе и предсказывает, насколько они будут последовательны в своих действиях.

Префронтальная кора — это часть мозга, которая отвечает за планирование, решение проблем, самоконтроль и другие высшие когнитивные функции. В этой области мозга существуют так называемые аттракторные сети — динамические сети нейронов, которые сходятся к определенным устойчивым состояниям активности. Эти состояния активности могут представлять различные варианты решений или действий, а переключение между ними может отражать процесс выбора.

Ученые использовали метод нейронной записи для измерения активности более 200 нейронов в префронтальной коре двух обезьян-макак, которые выполняли задачу по принятию решений. Задача заключалась в том, что обезьянам предлагались различные предложения по получению вознаграждения — капель жидкости. Предложения характеризовались размером вознаграждения (от 1 до 4 капель) и задержкой его получения (от 0 до 8 секунд). Обезьяны могли либо принять предложение, удерживая палку до тех пор, пока красная точка на экране не станет фиолетовой, либо отклонить его, отпуская палку раньше. Если обезьяна принимала предложение, то она получала указанное количество капель после указанной задержки. Если обезьяна отклоняла предложение, то на следующем испытании ей предлагалось новое случайное предложение.

Ученые анализировали данные по поведению и активности нейронов обезьян и выявили несколько интересных закономерностей. Во-первых, они обнаружили, что обезьяны были более последовательны в своих решениях для очень хороших и очень плохих предложений, но менее последовательны для промежуточных предложений. Это означает, что обезьяны были более уверены в своем выборе, когда им предлагали большое вознаграждение без задержки или маленькое вознаграждение с большой задержкой. Во-вторых, они обнаружили, что скорость реакции обезьян также зависела от характеристик предложения: чем лучше было предложение, тем быстрее обезьяна принимала его, а чем хуже было предложение, тем быстрее обезьяна его отклоняла. В-третьих, они обнаружили, что активность нейронов в префронтальной коре отражала эти закономерности поведения. Анализ показал, что аттракторные сети в этой области мозга имели более крутые энергетические ландшафты вокруг состояний активности, соответствующих решениям, для предложений, которые приводили к более последовательным решениям. Это означает, что нейронная активность была более устойчива к шуму и возмущениям для таких предложений, а переключение между состояниями активности было более затруднено.

Эти результаты свидетельствуют о том, что динамика аттракторных сетей в префронтальной коре отражает степень уверенности в принятии решений и предсказывает последовательность поведения. Ученые предполагают, что такая динамика может быть общим механизмом для различных типов решений, включая социальные, моральные и экономические.