В рамках этого грандиозного проекта ученым удалось получить и проанализировать информацию об активности более шестисот тысяч отдельных нервных клеток у подопытных мышей, что составило свыше девяноста пяти процентов всего органа. Полученные результаты кардинальным образом трансформируют устоявшиеся и канонические представления о нейробиологических механизмах, лежащих в основе формирования выбора.
В ходе многомесячного исследования ста тридцати девяти мышам были хирургическим путем вживлены инновационные зонды последнего поколения – так называемые нейропиксели. Эти высокоточные устройства позволяли одновременно фиксировать и записывать активность до тысячи нейронов. Животных предварительно обучили выполнению простой поведенческой задачи: на специальном экране в случайном порядке мигал визуальный маркер с правой или левой стороны, и единственно правильный поворот колеса незамедлительно приносил им порцию вкусовой награды.
Ученые изначально ожидали увидеть четкую линейную и последовательную цепочку нейронной активности, многократно описанную в классических учебниках по нейрофизиологии: первоначальный сигнал из зрительной коры закономерно движется в интегративные зоны памяти и префронтальную кору, а уже оттуда окончательно достигает двигательных центров. Тем не менее, объективные данные, зафиксированные сверхчувствительными приборами, продемонстрировали совершенно иную и во многом парадоксальную картину. Многочисленные сигналы, напрямую связанные с процессом выбора и актуализацией прошлого опыта, вспыхивали практически одновременно в самых разных, порою совершенно неожиданных и удаленных друг от друга областях мозга.
Руководитель масштабного проекта Маттео Карандини из Университетского колледжа Лондона затем авторитетно заявил, что классическая модель принятия решений оказалась в действительности слишком упрощенной и линейной. Исследователи с удивлением обнаружили отчетливые сигналы принятия решений в гораздо большем количестве мозговых зон, чем предполагали изначально. Что особенно показательно, даже в тех ситуациях, когда визуальный маркер был намеренно сделан едва заметным и мыши действовали практически наугад, мозг продолжал демонстрировать не локальную, а широкую и невероятно сложную сетевую активность. Это однозначно указывает на то, что в комплексный процесс формирования выбора вовлечен практически весь мозг как единая система, а не строго отдельные и изолированные центры.
Новый комплексный подход позволил исследователям создать не просто детальную статистическую карту активности клеток, а надежную и многообещающую основу для всех будущих изысканий в этой области. Ученые уже планируют выяснить, каким именно образом мозг объединяет разрозненные данные восприятия, фрагменты памяти и двигательное действие для безупречного выполнения поведенческих задач. Важно отметить, что текущие результаты носят исключительно корреляционный характер – они убедительно демонстрируют устойчивую связь между событиями, но не доказывают прямые причинно-следственные механизмы. Непосредственное установление и детальное изучение этих глубинных механизмов станет следующим логическим шагом в работе международной лаборатории.
