O echipă internațională de cercetători tocmai a publicat o lucrare care rescrie fundamental manualele de neuroștiință, dezvăluind că activitatea cerebrală din spatele unei decizii este mult mai complexă și mai extinsă decât s-a crezut vreodată.
Cum iei o decizie în realitate?
Pentru a ajunge la această concluzie, oamenii de știință au creat prima hartă detaliată a activității creierului de mamifer în timpul unui proces decizional. Proiectul monumental, care a implicat o duzină de laboratoare și analiza a peste 600.000 de celule cerebrale individuale de la șoareci, a acoperit zone ce reprezintă mai mult de 95% din totalitatea creierului. Publicate în două articole separate în prestigioasa revistă Nature, rezultatele indică faptul că luarea deciziilor antrenează o parte covârșitoare a creierului, nu doar câteva regiuni specializate.
Acest efort colosal a fost coordonat de International Brain Laboratory (IBL), o colaborare între neurologi experimentali și teoreticieni din Europa și SUA. Motivația lor a pornit de la o frustrare comună în domeniu. „Aveam o problemă cu modul în care se făcea știință”, a explicat Matteo Carandini, neurolog la University College London și membru de bază al IBL.
În studiile anterioare, laboratoare diferite investigau întrebări similare, precum legătura dintre activitatea cerebrală și comportament. Însă, fiecare laborator folosea șoareci diferiți, sarcini comportamentale ușor modificate și definiții proprii pentru regiunile cerebrale. Aceste inconsecvențe făceau aproape imposibilă compararea rezultatelor. „Nu am știut dacă suntem de acord sau nu, deoarece erau atât de multe lucruri diferite”, a declarat Carandini citată de Live Science.
Pentru a depăși acest obstacol, IBL a conceput un experiment unic, standardizat și robust, la o scară pe care niciun laborator individual nu ar fi putut-o atinge. Scopul era să descifreze „modul în care variațiile sistemelor neuronale – atât structurale, cât și funcționale – se reflectă în variațiile comportamentale”, după cum a menționat Federico Turkheimer, neurolog la King’s College London, care nu a fost implicat în studiu.
Experimentul a inclus 139 de șoareci, distribuiți în 12 laboratoare, cărora li s-au implantat sonde Neuropixels, dispozitive capabile să înregistreze simultan activitatea a până la 1.000 de neuroni individuali. Sarcina era simplă și reproductibilă: șoarecii priveau un ecran pe care apărea un stimul vizual (un marker cu dungi) fie în stânga, fie în dreapta. Dacă roteau o mică rotiță în direcția corectă, primeau o recompensă.
Experimentul s-a desfășurat în 12 laboratoare separate
Prin crearea unui protocol standardizat, implementat simultan în 12 laboratoare de pe glob, International Brain Laboratory nu a cartografiat doar creierul, ci a oferit un model robust pentru viitorul cercetării. Au demonstrat că știința la scară largă, colaborativă și transparentă, poate depăși limitările individuale și poate genera rezultate de o soliditate incontestabilă. Această abordare, inspirată de mega-proiecte precum CERN sau Proiectul Genomului Uman, transformă neuroștiința dintr-o colecție de observații izolate într-o disciplină cu adevărat globală și riguroasă.
Conform unui manual clasic de neuroștiință, te-ai aștepta ca activitatea cerebrală să urmeze o cale liniară: întâi se activează celulele din cortexul vizual, apoi neuronii dintr-o zonă de decizie precum cortexul prefrontal, informația se combină cu amintirile experiențelor trecute și, în final, este trimisă către regiunile motorii pentru a genera un răspuns.
Deși o parte din această secvență a fost confirmată – cortexul vizual a fost primul care s-a activat – restul descoperirilor au contrazis fundamental așteptările. „Am găsit semnale de decizie și semnale legate de informațiile anterioare în mult mai multe regiuni ale creierului decât am fi crezut”, a spus Carandini. Practic, activitatea din aproape toate regiunile cerebrale studiate putea prezice dacă șoarecele a luat decizia corectă.
Mai mult, în unele teste, stimulul vizual era extrem de slab, forțând șoarecii să ghicească. Chiar și în aceste momente de incertitudine, bazate pe experiențele anterioare, activitatea cerebrală a fost la fel de răspândită, infirmând din nou modelul localizat.
Pentru a descrie impactul proiectului, Carandini folosește o analogie cu astronomia. Acesta a comparat neuroștiința de până acum cu situația în care mai mulți astronomi își îndreaptă telescoapele către galaxii diferite și fiecare trage concluzii doar pe baza propriei observații. Acest nou proiect, spune el, este „ca și cum ai putea vedea toate caracteristicile cerului nocturn dintr-o dată și de aproape”.
Această realizare a fost posibilă doar datorită progreselor tehnologice recente și a unui model de colaborare fără precedent. Deocamdată, concluziile sunt corelaționale – arată o asociere, nu neapărat o cauzalitate directă. Pasul următor este evident. „Cred că următoarea frontieră”, a concluzionat Carandini, „este să adăugăm cauzalitatea la studiu”.
Ce înseamnă această descoperire pentru viitorul nostru
Mai mult decât o simplă curiozitate științifică, rescrierea modului în care înțelegem deciziile are consecințe profunde și practice. Până acum, multe abordări terapeutice pentru afecțiuni neurologice au vizat zone specifice ale creierului, considerate a fi „centre” pentru anumite funcții. Acest studiu demonstrează că o astfel de abordare localizată este incompletă.
În realitate, creierul funcționează ca un internet distribuit, nu ca un computer cu un procesor central. Această perspectivă holistică este esențială. Aceasta deschide calea către noi strategii pentru tratarea unor boli complexe precum Alzheimer sau depresia, unde nu o singură zonă este defectă, ci comunicarea în întreaga rețea neuronală. Mai mult, dezvoltatorii de inteligență artificială avansată au acum un model mult mai precis de la care să se inspire, depășind arhitecturile rigide și creând sisteme cu adevărat adaptive. Descoperirea nu este doar despre șoareci; este despre o nouă fundație pe care se va construi viitorul medicinei neurologice și al tehnologiei.
