Учеными из Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай Соединённых Штатов Америки были проанализированы данные предыдущего исследования нечеловеческих приматов, чтобы выяснить, как факторы возбуждённого состояния организма человека (учащённое сердцебиение, повышение артериального давления, сбой ритма дыхания) взаимодействуют во фронтальной коре на уровне отдельных нейронов.
Обнаружено, что два центра принятия решений в мозге содержат нейроны, которые могут исключительно контролировать внутреннюю динамику организма. Кроме того, повышенное состояние возбуждения, по-видимому, перепрограммировало один из центров, превратив некоторые нейроны, принимающие решения, во внутренние мониторы состояния.
Сообщается, что в течение многих лет ученые описывали взаимосвязь между возбуждением и эффективностью принятия решений как “U-образную кривую”. В принципе, небольшое возбуждение, например, испытываемое после чашки кофе, может привести к максимальной производительности. Но слишком сильное или слишком слабое возбуждение увеличивает вероятность того, что мозг будет принимать медленные или неправильные решения.
Первоначальные результаты нового исследования подтвердили эти доводы. Учёные проанализировали данные предыдущих экспериментов, когда проверяли способность макак-резусов выбирать между большим объемом вкусного сока или малым. Как и ожидалось, животные предпочитали первый вариант и в среднем принимали решение оперативнее, когда их сердце билось быстрее. То есть возбужденное состояние способствовало более высокой производительности.
Затем исследователи проанализировали электрическую активность, записанную нейронами в двух центрах принятия решений мозга, называемых орбитофронтальной корой и дорсальной передней поясной корой.
Обнаружено, что активность примерно шестой части нейронов в любой области коррелировала с колебаниями сердечного ритма. То есть, если бы у животного изменился сердечный ритм, то активность этих клеток также изменилась бы. На эту деятельность, вероятно, не повлияли решения, принятые в отношении различных вознаграждений, которые получали обезьяны. Между тем активность остальных ячеек в каждой области, по-видимому, в первую очередь была связана с процессом принятия решений.
Кроме того, исследователи проанализировали данные, полученные после того, как миндалина, эмоциональный центр мозга, была хирургически отключена у каждого животного. Это повысило частоту сердечных сокращений до 15 ударов в минуту. Теперь, в этом состоянии более высокого возбуждения, чем быстрее билось сердце животных, тем медленнее они выбирали награду. Это указало на то, что, когда состояние возбуждения животных было повышенным, это на самом деле затрудняло процесс принятия решений.
Состояние повышенного возбуждения, по мнению специалистов, изменило роли, которые нейроны играли во время принятия решений. В обоих мозговых центрах исследователи увидели доказательства уменьшения числа нейронов, участвующих в процессе принятия решений. Более того, в дорсальной передней поясной коре количество нейронов, которые, по-видимому, отслеживают внутренние состояния, немного увеличилось. Это изменило баланс информации, представленной в этой области, как будто нейронные сигналы для принятия решений были “захвачены” возбуждением.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале PNAS.
