길을 건널 때 어느 방향으로 먼저 고개를 돌리시나요? 이 결정은 귀하가 어디에 있는지에 따라 다릅니다. 미국의 보행자는 머리를 왼쪽으로 돌리고, 영국의 보행자는 오른쪽으로 머리를 돌립니다. 컬럼비아 주커만 연구소(Columbia's Zuckermann Institute)의 연구원 그룹은 쥐가 결정을 내릴 때 자신의 맥락을 어떻게 사용하는지 조사했습니다. 그들의 발견은 이 과정을 담당하는 뇌의 새로운 영역, 즉 전방 외측 운동 피질(ALM)을 지적합니다. 이 영역은 이전에 움직임을 계획하는 데 두드러졌습니다.
저널 "Neuron"에 게재된 이 발견은 뇌의 의사 결정 과정에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 유연한 의사 결정은 환경을 이해하는 데 중요한 도구입니다. 이를 통해 우리는 맥락을 고려하여 동일한 정보에 다르게 반응할 수 있습니다.
이 기사의 저자 중 한 명인 신경과학자 Michael Shadlen은 '상황에 따른 의사 결정'이 기본 구성 요소라고 언급합니다. 인간의 높은 수준의 인지 기능에 대해: "연구에서 우리는 쥐 뇌의 운동 영역에서 이 기능을 관찰했습니다. 이를 통해 우리는 뇌 세포와 신경 네트워크를 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다."
또 다른 작가 , Zheng Wu는 이에 대해 다음과 같이 평가합니다. "사람이 붐비는 거리에서 어떤 사람이 내 옆에 불편하게 서 있으면 그 순간 도망가는 것을 고려할 수도 있습니다." 위험을 느끼지 않는다. 행동할지 말지는 내가 처한 상황에 따라 결정된다. 즉, 내 선택에는 이유가 있다는 것이다."
뇌가 어떻게 상황에 따른 가소성을 달성하는지 설명하기 위해 연구자들은 감각 정보를 처리하고 통합하는 데 관여하는 뇌 영역을 조사했습니다. 그러나 중요한 영역은 운동 피질의 ALM 영역이었습니다. 이용 가능한 정보를 바탕으로 연구원들은 쥐가 혀와 후각 시스템을 사용하여 유연한 결정을 내릴 수 있는 새로운 실험을 설계했습니다. 따라서 마우스는 처음으로 단일 냄새에 노출되었습니다. 연구자들이 두 번째 냄새를 맡았기 때문에 쥐는 이 냄새를 기억해야 했습니다. 두 냄새가 동일하면 생쥐는 왼쪽 관에서 물을 길어야 했습니다. 만약 다르다면 오른쪽 지하철을 타야 했습니다.
"지연된 일치" 작업 포함 이전 연구에 따르면 쥐는 냄새를 담당하는 뇌 영역의 안내에 따라 방향을 결정합니다. 연구에서 얻은 뇌 활동 기록도 이러한 메커니즘을 확인했습니다. 해당 주제에 대해 Dr. Shadlen은 쥐가 두 번째 냄새를 맡을 때 뇌의 관련 영역에서 그것이 어디로 갈 것인지에 대한 질문에 대한 답을 갖게 된다고 말합니다. 뇌의 운동 영역."
그렇다면 두 번째 운동 영역은 쥐가 냄새를 맡고 두 냄새가 같은지 다른지 결정할 수 있을 때까지 어떤 역할도 하지 않았습니다. 박사. Wu는 이 예측을 측정하기 위해 좋은 테스트를 고안했습니다. 두 번째 냄새 직전까지 쥐의 ALM 영역을 비활성화했다가 적시에 활성화할 것입니다.
표준적인 견해에 따르면, 쥐는 냄새 영역이 다음과 같은 한 이 조작에 의해 영향을 받아서는 안 됩니다. 개입하지 않았습니다. 하지만 우리는 임무 도중에 대신 개입했습니다.
Dr. Shadlen
우리의 결과는 두 냄새가 일치하는지 여부에 대한 문제를 해결하고 어느 방향으로 갈지 결정하기 위해 ALM에서 뇌가 하는 일을 크게 재고해야 함을 시사합니다.
Dr. 우
ALM은 냄새 인식에 관여하는 것으로 알려진 영역이었습니다. 박사. 이 영역의 세포를 면밀히 조사하던 중 Wu는 초기 공포에 반응하는 뇌 표면 가까이에 위치한 새로운 세포를 발견했습니다. 이 세포는 두 번째 냄새를 맡을 때까지 정보를 유지했습니다. 이러한 예상치 못한 결과에 직면한 연구팀은 ALM의 역할을 설명할 수 있는 몇 가지 잠재적인 메커니즘을 탐색하기 위해 이론 신경과학자 Ashok Litwin-Kumar에게 도움을 요청했습니다. 그러나 데이터는 우리에게 다른 이야기를 들려주었습니다. 첫 번째 냄새는 상황에 맞는 단서 역할을 하여 ALM이 두 번째 냄새에 반응하여 마우스가 어느 방향으로 갈지 결정할 수 있게 했습니다.
오늘의 발견은 과학자들이 뇌 기능 전체에 대해 더 폭넓은 이해를 얻을 수 있도록 ALM에 초점을 맞추고 있다는 점에서 중요합니다.
궁극적으로, 이는 단순한 행동을 설명하는 기본 원리를 드러냅니다. 우리는 섞고 싶다. 그러나 이러한 중요한 결과는 우리에게 더 높은 수준의 인지 기능에 대한 통찰력을 제공합니다. 이 목표를 향한 중요한 단계는 생물학 및 수학 언어를 사용하여 뉴런, 회로 및 행동에 대한 정보를 통합함으로써 이루어질 수 있습니다. 이번 연구는 이 전략의 가능성을 강조합니다.
Dr. 샤들렌
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