Wzorce kodowania neuronowego w podejmowaniu decyzji
Przetwarzanie i obliczanie informacji w mózgu jest skomplikowanym zadaniem, w którym bierze udział wiele różnych neuronów. Aby można było badać takie zadania poznawcze, konieczne jest określenie podstawowych korelacji między neuronami. Ostatnio naukowcy uczestniczący w projekcie NEUCOD (Information-theoretic approach to infer encoding patterns in a decision making process) dokonali dużych postępów w zakresie rejestracji i kwantyfikacji neuronowych korelacji kierunkowych. W pierwszej kolejności uczeni wybrali prostą, a jednocześnie skuteczną metodę rozpoznawania kodu neuronowego, umożliwiającą śledzenie bodźców od neuronu źródłowego oraz określanie ich dystrybucji. System pozwala naukowcom na wyodrębnianie wzorców dystrybuowanych informacji z rejestrowanych równocześnie obrazów neuronów na różnych etapach danego zadania. Uczeni uzyskali zbiór danych jednoczesnych rejestrów aktywności kory mózgowej dwóch małp podczas wykonywania zadania wymagającego podejmowania decyzji. Określono korelację kierunkową między kilkoma parami neuronów na poszczególnych etapach zadania, dotyczących percepcji, pamięci roboczej, podejmowania decyzji i ruchu. Zastosowanie metody rozpoznawania kodu neuronowego do analizy danych zgromadzonych podczas wykonywania zadania wymagającego rozróżniania somatosensorycznego przez naczelne przyniosło interesujące rezultaty. Wzorce kodowania sugerują, że szlaki korelacji między neuronami u małp są aktywowane dla konkretnych cech bodźców lub raportów decyzyjnych. Inaczej mówiąc, przetwarzanie informacji jest specyficzne dla konkretnych zadań, gdyż podczas wykonywania zadania aktywne wzorce kodowania są widoczne w określonych obszarach kory mózgowej. Dane te kodowane są w rozłącznych szlakach korelacji, a informacje czuciowe i behawioralne są dystrybuowane w różnych skalach czasowych. Rezultaty omawianych prac rozpowszechniano za pośrednictwem publikacji w czasopismach, a także prezentacji wygłoszonych na konferencjach i warsztatach. Przyszłe badania mogłyby dotyczyć kwantyfikacji informacji między wzgórzem i korą mózgową. Pomogłyby one w opracowaniu modelu mechanistycznego przetwarzania informacji przez neurony. Pomimo zakończenia projektu NEUCOD uczeni pracują nad czynnościową interpretacją obrazów EEG wykonanych u pacjentów z epilepsją. Wyniki tego badania pomogą w określeniu korelacji neuronowych charakterystycznych dla epileptycznych zaburzeń poznawczych u ludzi. Dane takie mogłyby znaleźć zastosowanie w przewidywaniu ataków padaczki oraz pomóc neurochirurgom w dokładniejszym określaniu położenia obszarów mózgu wymagających interwencji.
Słowa kluczowe
Neuronowe, wzorzec kodowania, podejmowanie decyzji, przetwarzanie informacji, korelacja kierunkowa, wnioskowanie z wykorzystaniem kodowania neuronowego, epilepsja, rozróżnianie somatosensoryczne
