Мы часто используем предсказания о будущем, чтобы помочь нам принимать решения. Все организмы должны делать выбор каждый день, и доступные варианты могут включать в себя ряд потенциальных положительных или отрицательных последствий, которые оцениваются в процессе принятия решений. Чтобы узнать больше о биологической основе прогнозов и принятия решений, ученые могут использовать исследовательские модели, такие как рыба-зебра, которые позволяют исследователям получить представление о мозге живого животного в режиме реального времени, пока взвешиваются варианты, принимаются решения и мозг реагирует на результаты.
Когда есть ожидания или предсказания о будущем, но результат или реальность не соответствуют этим предсказаниям, мозг может сказать нам, что наши ожидания были неверными. В новом исследовании ученые наблюдали за активностью мозга, которая происходила, когда зебры учились избегать опасных ситуаций в своем аквариуме, и когда случались ошибки в их предсказаниях. В работе указано, что зебры стараются как можно эффективнее избегать опасности и стараться не ошибаться в своих прогнозах. Исследование также выявило нейроны, которые реагируют, когда эти прогнозы не оправдываются ожиданиями.
Об исследовании, которое, вероятно, также применимо к человеческому мозгу, поскольку такое поведение, направленное на предотвращение риска, сохраняется у всех позвоночных, сообщалось в журнале Nature Communications.
В этом исследовании рыбок данио поместили в аквариум, оснащенный сигналами виртуальной реальности, как показано на видео. Рыба могла выбирать между виртуальной красной или синей зоной и научилась ассоциировать красную зону с безопасностью, а синюю зону с опасностью. По мере того как происходило это обучение, их мозговая активность также регистрировалась. Когда в резервуаре была применена обратная ситуация: красная зона стала опасной, а синяя зона была безопасной, ранее активные нейроны были деактивированы. Исследователи предположили, что это может означать, что поведение, а не цвет, было тем, что отпечатывалось в мозгу.
Наконец, исследователи изменили пейзаж в аквариуме так, чтобы, когда рыба плавала, вид не менялся, как ожидалось; вид не отступал, когда рыба пыталась плыть вперед. Затем активировались нейроны, реагирующие на ситуацию, когда ожидаемый результат не достигнут. Это выявило нейроны, которые имеют решающее значение для обнаружения ошибок в предсказаниях.
“Мы думаем, что эта популяция нейронов кодирует ошибку прогнозирования в мозге, сравнивая фактическое представление об их окружении с предсказанным представлением, которое они узнали, приведет их в безопасное место, если они будут вести себя определенным образом”, — сказал ведущий автор исследования Макио Торигоэ.
“Каждое животное должно делать прогнозы на свое будущее, основываясь на том, что оно узнало раньше”, — добавил руководитель исследовательской группы Хитоси Окамото. “Теперь мы знаем, как эти прогнозы сравниваются с тем, с чем на самом деле сталкиваются животные в мире, и какие части мозга рыбок-зебр управляют последующим принятием решений”.
