Por primera vez, los científicos han mapeado cómo todo el mamífero brilla como decisiones. El gran esfuerzo para detectar neuronas individuales en todo el cerebro del ratón da una visión significativa de cómo los pensamientos, las opciones y las recompensas fluctúan a través de la mente.
Solo la escala es excepcional. Los investigadores han registrado señales de más de 621,000 neuronas utilizando 699 filtros de neuropíxeles de alta densidad. El estudio atrajo los datos de 139 ratas almacenadas en 12 laboratorios, que realizan la misma toma de decisiones. En general, la grabación contiene 279 áreas cerebrales desde FourBrain hasta cerebelo. Ningún laboratorio podría lograr esto, pero el International Brain Laboratory (IBL) combinó la asociación de 22 laboratorios en Europa y los Estados Unidos a un Datacet unificado.
Por qué mapear el cerebro es muy difícil
Los científicos saben hace mucho tiempo que diferentes áreas cerebrales se especializan en refinar la visión, el movimiento, la memoria o la recompensa. Aún más estudios anteriores han examinado algunas áreas simultáneamente. Es difícil entender cómo funciona el cerebro como un sistema completo.
Para evitar esa trampa, las herramientas certificadas de IBL, los experimentos y los métodos de análisis en todos los laboratorios participan. Esto permitió a los científicos integrar sus resultados sin problemas. Al grabar desde las mismas áreas durante el mismo comportamiento, el equipo ha creado un datos, que se puede comparar directa y profundamente.
Alejandro Pan Wa Az Kquage, un investigador y planificación para la Universidad de Princeton, calificó la hazaña con un sin precedentes. «Esto nunca se había hecho antes», explicó. «Hay muchos descubrimientos en el lado corporativo para combinar datos de diferentes laboratorios. Hizo esta gran colaboración en neurociencia por primera vez».
Una función con ruedas de dirección y zonas intermitentes
El experimento fue simple de ver, pero las ratas fueron complicadas. Sentado frente a cada pantalla del mouse, donde el círculo rayado en blanco y negro apareció brevemente a la izquierda o derecha. Para ganar azúcar de agua, el mouse tuvo que girar un pequeño volante para mover el círculo al centro.
Historias
Algunas zonas fueron borrosas, obligando a los animales a escapar de la base de los últimos modelos. Ayudó a los investigadores a medir cómo la experiencia y las expectativas tempranas afectan las decisiones. Cuando funcionan las ratas, los filtros registran cientos de neuronas simultáneamente en muchas áreas cerebrales.
Al recopilar resultados en todo el mundo, el IBL reunió el enorme Datacet: alrededor de 620,000 neuronas de todo el cerebro. Los neurólogos de Princeton ayudaron a diseñar parámetros de almohada de Ilana Vitton, Tatiana Engle y Jonathan, crear controles de calidad estrictos y construir tuberías compartidas para analizar la corriente de los datos.
Luz cerebral como un árbol de Navidad
Cuando los científicos revisan las grabaciones, la actividad cerebral parece un rendimiento ligero. Primero, las neuronas estaban tranquilas. Las áreas visuales se activan a medida que aparece el círculo rayado. Poco después, los códigos relacionados con las opciones del mouse en el cerebro medio y la pestañería.
El más sorprendente de los científicos es que las señales relacionadas con el ratón aparecieron en todas partes en el cerebro. Cuando se gira la rueda, las áreas del motor brillan, pero muchas otras. Y cuando el animal recibió su dulce recompensa, la actividad aumentó de manera uniforme en todo el cerebro.
El resultado, según varios investigadores, ilumina el árbol de Navidad. Las decisiones y las recompensas no son mantenidas por grupos separados, sino que se extienden en áreas, aumentan y caen juntos.
Dos inventos de progreso
La primera decisión importante es que los códigos de decisión se distribuyen ampliamente, no se limitan a «centros de decisión» especiales. Mejora el antiguo modelo de libro de texto que detecta el peso de las áreas sensoriales, el peso de las áreas de decisión y las áreas motoras realizan acciones. En cambio, nueva evidencia sugiere un sistema interconectado completo, donde muchas áreas contribuyen simultáneamente.
El segundo descubrimiento provino de experimentos con zonas pálidas. Cuando las ratas necesitan confiar en la memoria de las luces recientemente, sus expectativas también se han codificado en todo el cerebro. Tálamo -Long también se considera un ratón central completamente sensorial. Información sobre los sujetos. Esto indica que el cerebro actúa como una máquina de pronóstico generalizada, enviando expectativas a través de muchas redes para guiar la acción.
Vitton, quien pasó años para estudiar circuitos nerviosos, dijo que los resultados impulsarían el campo. «Una conclusión importante de este trabajo es que la toma de decisiones se distribuye muy ampliamente en todo el cerebro.
Un modelo para la ciencia cooperativa
Requiere trabajo en equipo sin precedentes para lograrlo. Establecido en 2017, IBL está diseñado para neurociencia organizada a gran escala. En lugar de publicar resultados competitivos, 22 Labs acordaron seguir protocolos estrictos, compartir abiertamente los datos y analizar los resultados.
La neuróloga de Princeton, Tatiana Engle, quien ayudó a organizar este esfuerzo, lo explicó solo como un comienzo. «El mapa a través del cerebro es, sin duda, un logro impresionante, pero se refiere a un comienzo, no un gran final», dijo. «IBL ha demostrado cómo se puede unir el equipo mundial de científicos. Ningún laboratorio puede alcanzar solo para áreas que no están marcadas más allá de las zonas de confort».
Las inversiones se han publicado en dos periódicos en la naturaleza con acceso a Datacet completo. Se espera que otros investigadores lo estén minando para revelar nuevas ideas sobre la toma de decisiones y la función cerebral.
Consecuencias prácticas de la investigación
Este trabajo ofrece más que un nuevo mapa de neuronas: redefine cómo se estudia la restricción. La invención de que las opciones y las expectativas se propagan por todo el cerebro pueden cuestionar décadas de UMP y eliminar las teorías cognitivas.
Al publicar públicamente el Datacet, IBL brinda a otros científicos la oportunidad de probar nuevas ideas, diseñar experimentos y comparar modelos con este rico estándar. Este enfoque muestra que la ciencia cooperativa puede lograr lo que no es posible para laboratorios separados a nivel mundial.
A la larga, las ideas de estas muestras de nervios distribuidos pueden afectar el desarrollo de trastornos cerebrales que afectan la toma de decisiones, como la enfermedad de Parkinson, todo Zimer o adicción. Al comprender cómo fluyen las expectativas y las funciones en las redes, los investigadores pueden encontrar nuevos objetivos para los tratamientos.
