Tilfeldig hjernehandling spiller en avgjørende rolle i beslutningstaking

Hjernens prefrontale cortex – setet for beslutningstaking – har ingen innspill til tidspunktet for tilfeldige handlinger, viser ny forskning.

Nevrovitenskapsmenn ved Champalimaud Center for the Unknown (CCU) i Lisboa, Portugal, avsløre det uventede funnet i en rapport som tar sikte på å pakke ut hvordan mennesker og andre dyr bestemmer hvordan og når de skal handle.

Nevrovitenskapsmenn har lenge akseptert det selv under strengt kontrollerte laboratorieforhold, det nøyaktige øyeblikket når et subjekt vil bestemme seg for å handle er umulig å forutsi.

Kombinasjonen av fornuft og tilfeldighet som driver hvordan og når handlingsbaserte beslutninger tas, antas å ha et evolusjonært fitnessutbytte.

Hvis et dyr gjentok nøyaktig samme fly-eller-kamp-respons hver gang et bestemt sett av omstendigheter oppsto, sjansene for å overleve ville være dødelig lave, fordi et rovdyr ville lære å forutse handlingen. Et tilfeldig element i enten timing eller utførelse er derfor fordelaktig.

Ulike hjerneregioner produserer forutsigbarhet og tilfeldighet i beslutningstaking. Kreditt: GIL COSTA / CHAMPALIMAUD SENTER FOR UKJENTE

Bruke rotter, CCU-teamet, ledet av Masayoshi Murakami, sette ut for å finne ut hvilke deler av hjernen som påvirker responstilfeldigheten.

Tidligere studier har identifisert to områder som er aktive i koordinering av beslutningstaking og påfølgende bevegelse: den mediale prefrontale cortex (mPFC); og en del av den motoriske cortex kjent som M2.

I et to-fase eksperiment, rotter ble lært å assosiere en bestemt tone med en belønning. Venter med å handle til en ny tone hørtes, etter et tilfeldig generert intervall, gitt en større belønning.

Intervallet ble designet for å teste gnageres tålmodighet, invitere dem til å handle impulsivt før det andre signalet.

Murakami og kollegene hans overvåket den nevrale aktiviteten til rottenes mPFC- og M2-regioner for å måle deres involvering i tilfeldig handling.

De to forskjellige områdene i hjernen ser ut til å spille veldig forskjellige roller i genereringen av handlingstiming, sier medforfatter Zach Mainen: "Den mediale prefrontale cortex ser ut til å holde styr på den ideelle ventetiden basert på erfaring. Den sekundære motoriske cortex holder også styr på den ideelle timingen, men viser i tillegg variasjon som gjør individuelle beslutninger uforutsigbare."

Han beskriver funnet som «mest overraskende», en som antyder en "ikke godt verdsatt 'maktseparasjon' i hjernen".

De eksperimentelle resultatene, han legger til, finne i det minste metaforisk resonans i mye større skala: “Et lignende samspill mellom optimalisering og generering av variabilitet ligger til grunn for evolusjonsteorien. Her, vi har begynt å se hvordan dette utspiller seg i hjernen.”

Kilde: cosmosmagazine.com