Os pesquisadores concluíram o primeiro mapa da atividade cerebral dos mamíferos na dupla de estudos e reverte a compreensão dos cientistas de como as decisões são tomadas.
O projeto, incluindo uma dúzia de laboratórios e dados de mais de 600.000 células cerebrais individuais de camundongos, cobertas de áreas representando mais de 95% do cérebro. Descobertas da pesquisa, publicadas em Dois papéis Na revista NatureAssim, Eles sugerem que a tomada de decisão envolve muito mais do que o cérebro do que foi considerado antes.
O projeto gigantesco foi liderado Laboratório Cerebral Internacional (IBL), cooperação de neurocientistas experimentais e teóricos de toda a Europa e Estados Unidos, esses cientistas estavam unidos a um sentimento familiar e chato.
“Tivemos um problema com a maneira como a ciência foi feita”, disse ele Mateo KarandiniNeurocientista no University College London e membro básico da IBL.
Nos estudos cerebrais anteriores, muitos laboratórios separados tentaram responder a perguntas importantes sobre o órgão, pesquisando como a atividade cerebral se refere ao comportamento, por exemplo. No entanto, cada laboratório estudou esse problema no cérebro de ratos diferentes e realizou tarefas comportamentais ligeiramente diferentes com cada conjunto de roedores. Depois de adicionar à maneira como cada grupo de pesquisa definiu diferentes regiões do cérebro, essas inconsistências misturaram os resultados.
“Não saberíamos se realmente concordamos ou discordamos, porque muitas coisas eram diferentes”, disse Karandini à Live Science.
Conectado: O mapa mais detalhado do cérebro humano já contém 3.300 tipos de células
Assim, o IBL coletou para projetar um experimento único, estável e padronizado em uma escala que nenhum laboratório individual só poderia suportar. Em seguida, eles falaram esse mega -mega -com ferramentas precisas de medição cerebral e métodos de análise de pré -conjunto para tornar os resultados o mais reprodutivo possível. O objetivo do experimento seria superar o obstáculo duradouro no campo.
“Um dos desafios mais longos nas redes neuronais é decifrar como uma variação nos sistemas nervosos e mapa estrutural e funcional da variação comportamental”, “” Federico TurkheimerUm neurocientista no King College, em Londres, que não foi incluído no estudo, disse em comunicado ao Centro de Mídia Científica do Reino Unido.
Esse projeto acabou incluindo 139 camundongos, espalhados por 12 laboratórios em todo o mundo, que foram implantados com dispositivos de gravação cerebral chamados sondas neuropixels. A PRESPA pode gravar até 1.000 neurônios individuais ao mesmo tempo. Os pesquisadores testaram os ratos com uma tarefa comportamental simples que cada uma das dúzias laboratórios poderia replicar com segurança: os pesquisadores montaram ratos na frente da tela e um marcador colorido em preto e branco piscaria à direita ou à esquerda. Se os ratos moverem uma pequena roda na mesma direção que o flash, eles receberam uma recompensa.
Com base no que você leria no livro de neurociência, disse Karandini, você espera que a atividade cerebral que aconteceu durante o experimento siga um caminho linear. Primeiro, as células do córtex visual que reconhecem imagens serão inflamadas, seguidas por neurônios em uma parte diferente do cérebro, como o córtex pré -frontal, que é conhecido por estar envolvido em decisões abstratas. Essas informações podem ser combinadas com a atividade extra que representa experiências anteriores do mouse – em outras palavras, memórias – antes de serem enviadas às regiões motoras do cérebro que controlam as reações musculares.
Os resultados dos pesquisadores apoiaram parte dessa reação da cadeia; O córtex visual foi a primeira coisa a ativar, por exemplo. No entanto, outras descobertas entraram em conflito com as expectativas da equipe.
“Encontramos sinais e sinais de decisões relacionadas a informações anteriores sobre várias regiões do cérebro do que poderíamos ter pensado”, disse Karandini. Tomados em conjunto, a atividade em quase todas as regiões estudadas do cérebro pode ser usada para concluir se o mouse recebeu uma recompensa ou não.
Em alguns dos ensaios experimentais, os pesquisadores tornaram o marcador na tela incrivelmente fraco, então os ratos essencialmente tiveram que adivinhar como mover a roda. O segundo trabalho da natureza se concentrou em como os ratos usavam expectativas anteriores – com base em onde o marcador estava em testes anteriores – para informar suas suposições. A atividade do cérebro que piscou quando os ratos assumiram nessas tarefas também foi muito difundida no cérebro do que a equipe esperava.
A IBL modelou sua abordagem para entender o cérebro de iniciativas semelhantes, como experimentos de física de partículas conduzidos em CERN ou em Um projeto de genoma humano Trabalhe para entender nosso DNA. Para descrever o impacto do projeto, Karandini atinge outro campo: astronomia.
Ele observou que os primeiros astrônomos podiam olhar para o céu noturno e ver todas as saídas estreladas, mas em detalhes muito ruins. Com a chegada do telescópio, os corpos celestes individuais podem ser explorados. O trabalho anterior em neurociência, disse ele, era “como se alguém tivesse apontado um telescópio apenas para uma galáxia, e então diferentes astrônomos dirigiam seus telescópios de diferentes galáxias e disseram:” Minha galáxia faz isso! “Ou não, minha galáxia faz!” O novo projeto, explicou, era como se você pudesse ver todas as características do céu noturno de uma só vez e mais perto.
Esse trabalho só é possível com avanços tecnológicos recentes e colaboração aprimorada por meio de laboratórios, mas Karandini espera que agora possa ser usado para resolver outros problemas cerebrais importantes. Os resultados do presente artigo são apenas correlativos, portanto, não é possível dizer no momento se a atividade cerebral observada causa diretamente a decisão de tomar ou está associada apenas ao processo.
“Acho que esse é o próximo limite”, disse ele, “é adicionar causalidade ao estudo”.
