Grafico del cervello rivela i processi che si verificano nelle varie regioni del cervello
In un progetto di ricerca internazionale pionieristico, i team guidati da Kay M. Tye, Anne K. Churchland e Hongkui Zeng, tra gli altri, hanno pubblicato due articoli di riferimento su Nature. Gli studi, intitolati "Una mappa cerebrale dell'attività neuronale durante il comportamento complesso" e "Rappresentazioni cerebrali dell'informazione precedente nella decisione del topo", offrono una comprensione completa di come il cervello integra gli input sensoriali con le aspettative precedenti per avviare i movimenti e prendere decisioni.
La ricerca, finanziata da diverse organizzazioni tra cui gli Istituti Nazionali di Sanità (NIH U19NS12371601), la Fondazione Nazionale per la Scienza (NSF 1707398), la Fondazione Gatsby, il Wellcome Trust, la Fondazione Simons, la Società Max Planck, la Fondazione Humboldt e l'Università di Princeton, ha coinvolto un team globale di scienziati provenienti da 12 laboratori.
Il team ha registrato l'attività neuronale da un'impressionante quantità di 621.733 neuroni utilizzando 699 sonde Neuropixels. Hanno scoperto che la probabilità precedente era codificata in almeno il 20% al 30% delle regioni cerebrali, che spaziavano da aree sensoriali iniziali a regioni motorie e corticali di alto livello. Questa rappresentazione diffusa del precedente è coerente con un modello neuronale di inferenza bayesiana che coinvolge loop tra le aree, rispetto a un modello in cui il precedente è incorporato solo nelle aree di decisione.
La ricerca si è concentrata sui topi che eseguono un compito di decisione con componenti sensoriali, motorie e cognitive. Si è scoperto che i topi stimavano la probabilità precedente di uno stimolo di griglia visiva e miglioravano l'accuratezza della loro decisione in base ad esso. Lo studio offre una prospettiva a livello cerebrale sull'encoding del precedente a risoluzione cellulare, sottolineando l'importanza dell'utilizzo di registrazioni su larga scala su un unico compito standardizzato.
La ricerca ha coperto 279 aree cerebrali nell'emisfero sinistro, nel mesencefalo, nell'emisfero destro e nel cervelletto. Le risposte alla consegna e al consumo della ricompensa erano diffuse. Interessantemente, le risposte neuronali correlate all'azione motoria imminente erano quasi ovunque nel cervello.
La ricerca si è conclusa con la creazione di una mappa cerebrale dell'attività neuronale durante il comportamento complesso. Questa mappa, un passo avanti significativo nella neuro-scienza, fornirà senza dubbio preziose informazioni sul funzionamento del cervello e ci aiuterà a comprendere meglio i comportamenti complessi sia negli esseri umani che negli animali.
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