Поведенческие состояния могут влиять на выполнение целенаправленных сенсомоторных задач. Тем не менее, неясно, как измененные сенсорные представления нейронов в этих состояниях связаны с выполнением задач и обучением.
Исследователи из Университет Женевы (UNIGE) и EPFL продемонстрировали, как мотивация изменяет цепи мозга у мышей, которые контролируют сенсорное восприятие перед принятием решений. Это исследование объясняет, как чрезмерная или недостаточная мотивация может влиять на наше восприятие и, следовательно, на наши решения.
В сотрудничестве с командой профессора Карла Петерсена из EPFL исследователи изучили роль, которую играет определенное внутреннее состояние — мотивация – в восприятии и принятии решений. Уже более века известно, что существует взаимосвязь между причиной и исполнением. Слишком много или слишком мало мотивации вредно для производительности. Однако остается неясным, как это влияет на наши нейронные цепи.
Сами Эль-Бустани, ведущий автор исследования, сказал: «Мы хотели наблюдать, как сенсорная информация, передаваемая нейроны в коре зависит от степени мотивации и от того, в какой степени последняя может повлиять на обучение и выполнение задачи по принятию решений».
Исследовательская группа создала поведенческую парадигму, используя мышей с регулируемым графиком потребления воды. Сначала они научили грызунов использовать два уса (А и В) для реагирования на тактильные сигналы и выполнять действие (облизывание носика) исключительно усом А, чтобы получить каплю воды. Эти мыши в основном реагировали на стимуляцию усов А после этого обучения, демонстрируя свою способность различать эти два ощущения. Чтобы еще больше изменить стремление грызунов к участию в эксперименте, исследователи проводили эти тесты при постепенно снижающемся уровне жажды.
Производительность грызунов была низкой, когда они действительно хотели пить и, следовательно, были сильно мотивированы. Они облизывали носик, не делая различий между возбужденными усами. Однако их образ действий стал идеальным, когда они лишь немного хотели пить. Когда усик А был активирован, они в первую очередь облизывали носик. Наконец, когда они не испытывали особой жажды, они снова плохо справились с заданием.
Джулио Маттеуччи, научный сотрудник лаборатории Сами Эль-Бустани и первый автор исследования, сказал: «Наблюдая за активностью популяций нейронов, ответственных за перцептивное принятие решений у этих мышей, исследователи обнаружили, что нейроны в этих цепях были заполнены электрическими сигналами, когда мыши были гипермотивированы. И наоборот, сигналы были слишком слабыми в состоянии низкой мотивации. Гипермотивация приводит к сильной стимуляции корковых нейронов, что вызывает потерю точности восприятия тактильных раздражителей».
Напротив, в состоянии низкой мотивации точность сенсорной информации восстанавливалась, но сила сигнала была слишком низкой для его правильной передачи. В результате восприятие раздражителей также нарушалось.
Карл Петерсен, профессор Института мозга и разума EPFL и соавтор исследования, сказал: «Эти результаты открывают новые перспективы. Они также показывают, что уровень мотивации влияет не только на принятие решения но и восприятие сенсорной информации, которая приводит к решению».
«Эта работа также предполагает, что необходимо разделить приобретение и выражение новых знаний. Мы заметили, что мыши поняли правило очень быстро, но смогли выразить это обучение гораздо позже, в зависимости от измененного восприятия, связанного с их уровнем мотивации. Это раскрытие роли мотивации в обучении открывает путь к новым адаптивным методам, направленным на поддержание оптимального уровня мотивации во время обучения».
Справочник журнала:
- Джулио Маттеуччи, Маэль Гайотон и др. Корковая сенсорная обработка мотивационных состояний во время целенаправленного поведения. Нейрон, DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.09.032
