Myš sedí před obrazovkou, na ní se vlevo nebo vpravo objeví pruhovaný kruh. Zvíře má otočit malým kolečkem tak, aby kruh posunulo doprostřed, a za správnou reakci dostane kapku sladké vody. Navenek jde o úkol tak prostý, že by se mohl zdát skoro nevhodný pro velkou neurovědní otázku: kde v mozku vzniká rozhodnutí? Právě při této situaci ale vznikla dosud nejrozsáhlejší mapa nervové aktivity zachycené během rozhodování savce.
Mezinárodní tým International Brain Laboratory sledoval aktivitu mozku 139 myší ve stejném, pečlivě standardizovaném úkolu. Dvanáct laboratoří v Evropě a USA postupovalo podle společného protokolu, aby šlo výsledky opravdu spojit. Podle studie zveřejněné v časopise Nature vědci použili celkem 699 sond Neuropixels. Jde o velmi tenké křemíkové elektrody s hustě rozmístěnými snímacími místy, které dokážou současně zaznamenat elektrické impulzy stovek nervových buněk v různých hloubkách mozku.
Celkově přístroje zachytily aktivitu 621 733 zaznamenaných jednotek. Ne každá však nutně odpovídá jediné buňce: signály se mohou překrývat a část z nich představuje souhrnnou aktivitu několika neuronů. Po přísné kontrole kvality proto výzkumníci do hlavních analýz zařadili 75 708 dobře rozlišených neuronů. Jejich polohu následně přiřadili k anatomickému atlasu myšího mozku. Data tak pokryla 279 oblastí, tedy území odpovídající přibližně 95 % objemu myšího mozku.
Klíčové bylo, že obrazovka někdy nenabídla jasnou odpověď. Pruhovaný kruh mohl být velmi slabý, a v části pokusů dokonce chyběl úplně. Myši se pak nemohly řídit aktuálním zrakovým vjemem a musely využít zkušenost z předchozích kol. Správná strana se totiž v blocích pokusů objevovala častěji na jedné straně. Když nebyl vidět žádný podnět, zvířata získala odměnu v 58,7 % případů, tedy znatelně častěji, než by odpovídalo náhodnému hádání. Po změně pravidel potřebovala zhruba pět až deset pokusů, aby své očekávání přizpůsobila.
Mapa potvrdila něco očekávatelného i něco překvapivého. Informace o tom, na které straně se objevil obrazec, se nejprve výrazně projevovala v oblastech známých ze zpracování zraku, například ve zrakové kůře a zrakovém thalamu. Naproti tomu signály související s pohybem kolečka a s následnou zpětnou vazbou byly rozprostřeny mimořádně široce. Zpětná vazba zde znamenala důsledek rozhodnutí: odměnu po správné volbě nebo zvukový signál a prodlevu po chybě. Autoři zároveň upozorňují, že část takto rozsáhlé odezvy na odměnu může souviset i s pohyby při jejím přijímání, například s olizováním.
Ještě zajímavější byly signály volby zachycené před prvním pohybem kolečka. Vědci je našli nejen v mozkové kůře, bazálních gangliích a thalamu, které bývají s řízením rozhodování často spojovány, ale také ve středním mozku, zadním mozku a mozečku. Mozeček je tradičně znám především koordinací pohybů; podobně se části mostu a prodloužené míchy obvykle řadí hlavně k základnějším motorickým a tělesným funkcím. V tomto měření však některé neurony v těchto regionech nesly informaci o připravované volbě ve srovnatelném časování jako klasicky sledované oblasti.
To neznamená, že každá zaznamenaná oblast rozhodnutí přímo vytváří. Záznam aktivity sám o sobě nedokáže odlišit buňku, která je pro volbu nezbytná, od buňky, jež pouze dostává informaci o právě vznikajícím plánu. Autoři studie tuto hranici výslovně zdůrazňují. Přesto výsledek narušuje představu, že rozhodování lze hledat v několika izolovaných centrech. U myší se při tak prosté úloze ukázalo jako koordinovaný děj napříč mozkovými systémy. Zveřejněný soubor dat navíc umožňuje dalším týmům zkoumat, které z těchto rozptýlených signálů jsou příčinou rozhodnutí a které jeho ozvěnou.
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.