Новое исследование, проведенное в Департаменте биомедицинской инженерии Университета Южной Калифорнии (USC), использовало комплексный подход для изучения механизмов переключения действий в мозге. Во-первых, была разработана вычислительная модель, которая имитировала, как мозг принимает решения о выполнении, остановке и переключении действий в зависимости от контекста. Затем ученые привлекли участников для выполнения задач, требующих достижения, остановки и переключения движений. Эти данные сравнивались с результатами модели. Наконец, исследователи провели эксперименты с пациентами, страдающими болезнью Паркинсона, в Cedars Sinai и Юго-Западном медицинском центре Университета Техаса (UTSW), анализируя их мозговую активность. Исследование опубликовано в PLOS Computational Biology, что подчеркивает его значимость для научного сообщества.
Результаты исследования
Результаты показали, что переключение между действиями — это не просто продолжение остановки, а уникальный когнитивный моторный процесс. Мозг активно подавляет предыдущее действие, чтобы инициировать новое, что позволяет быстро адаптироваться к изменяющимся условиям. Это открытие было подтверждено с помощью вычислительных моделей, поведенческих задач и клинических данных от пациентов с болезнью Паркинсона.
Заключение
Понимание того, как мозг переключает действия, имеет огромное значение для лечения неврологических расстройств. Для пациентов с болезнью Паркинсона, у которых наблюдается замедленное время реакции и трудности с инициацией движений, это открытие может стать ключом к разработке более эффективных методов лечения. Кроме того, эти знания могут быть использованы для создания биологически управляемых автономных систем, таких как автономные автомобили.
Научный сотрудник Василиос Кристопулос (Vasilios Christopoulos), ведущий автор исследования, отметил, что понимание этих процессов важно не только с научной, но и с клинической точки зрения. «С клинической точки зрения, если мы поймем, как мозг регулирует действия, и если мы поймем, как Паркинсон влияет на эти механизмы, мы сможем создать лучшие клинические методы лечения для пациентов», — сказал он.
Литература.
“Computational mechanism underlying switching of motor actions” — Vasileios Christopoulos et al. PLOS Computational Biology
