Ученые обнаружили в мозге рыб особые нейроны, которые отвечают за предсказание будущего при планировании действий. Эти нейроны помогают рыбам избегать риска. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Все живые существа пытаются предсказать будущее, когда планируют свои действия. Это делают и люди, и рыбы. Основой для предсказания служат ожидания, которые формируются по определенным моделям в мозге. И если наличие подобных моделей у людей сомнению не подвергается, то у других существ это не так очевидно. Но теперь японские ученые показали, что в мозге рыб действительно есть эти же модели, которые формируют их ожидания. Биологи отслеживали мозговую активность рыбок вида данио-рерио в режиме реального времени, когда рыбки учились избегать опасности в своем аквариуме.
Данио-рерио — маленький и прозрачный вид рыб, что позволяет легко наблюдать за активностью их мозга. В ходе эксперимента рыбы выбирали между красными или синими зонами и научились ассоциировать эти цвета с опасностью или безопасностью. Исследователей особенно интересовал передний отдел, называемый конечным мозгом. Он соответствует коре головного мозга у млекопитающих — именно он способствует принятию решений. По мере того как рыбки учились избегать опасности в виртуальной реальности, ученые фиксировали изменения их мозговой активности. Именно это привело к открытию нейронов, которые отвечают за предсказание.
Отдельные популяции нейронов появились, когда рыбы поняли, что выбор маршрута через синий цвет ведет к опасности, а выбор красного цвета означает безопасность. Позже экспериментальное изменение ассоциации, при котором красный цвет стал опасным вместо синего, привело к «отключению» этих нейронов. Это подсказало исследователям, что нейроны, скорее всего, кодируют поведенческое правило, а не просто цвет, который видит рыба.
Схема установки, использованной в этом исследовании. Виртуальная реальность, представленная рыбам, адаптирована на основе движения хвоста рыбы. Это позволяло рыбам чувствовать, как будто они плавают в своем аквариуме. RIKEN
«Каждое животное должно делать прогнозы на будущее, основываясь на прежнем опыте. Теперь мы знаем, как эти прогнозы соотносятся с тем, с чем на самом деле сталкиваются животные, и какие части мозга данио-рерио управляют последующим принятием решений», — заключает Хитоси Окамото, главный автор исследования из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония).
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
