Beynin az öyrənilmiş bir bölgəsi gözləntilərlə reallıq arasındakı fərqi izləyir

Yel Universitetinin tədqiqatçıları müəyyən ediblər ki, beynin klaustrum adlanan bölgəsindəki neyronlar xoşagəlməz nəticələri öyrənmə zamanı qeyri-müəyyənlik və proqnoz xətası ilə əlaqəli siqnalları izləyir. Dəyişən şəraitə uyğunlaşmaq üçün insanlar yeni məlumatlar əldə etdikcə qarşıda nələrin baş verəcəyi ilə bağlı gözləntilərini daim yeniləməlidirlər. Hesab olunur ki, bu gözləntilər beynin nəticələri proqnozlaşdırmasına və gələcək davranışları planlaşdırmasına kömək edən zehni modellərdə əks olunur. Lakin dəyişən şəraitdə gözləntilərin yenilənməsində beynin müxtəlif bölgələrinin hansı rolu oynadığı hələ tam aydınlaşdırılmayıb. Bu prosesdə iştirak edə biləcəyi ehtimal olunan, lakin funksiyaları hələ də kifayət qədər öyrənilməyən bölgələrdən biri beynin dərinliyində yerləşən nazik sinir hüceyrələri təbəqəsi — klaustrumdur. Yel Universitetinin və digər elmi müəssisələrin tədqiqatçıları bu bölgənin xoşagəlməz nəticələrdən öyrənmə prosesindəki mümkün rolunu araşdırıblar. Bu proses insanlar və digər heyvanların müəyyən vəziyyətlərdə baş verən xoşagəlməz nəticələr haqqında öyrənməsini əhatə edir.

Nature Neuroscience jurnalında dərc olunan nəticələr göstərir ki, klaustrumdakı neyronlar bu cür öyrənmə zamanı nəticələrlə bağlı qeyri-müəyyənliyi və proqnoz xətasını — gözlənilən nəticə ilə faktiki baş verən hadisə arasındakı fərqi — izləyir.

Tədqiqatın müəllifləri Mingyue Hu, Rodrigo Dalvit və həmkarları məqalələrində qeyd ediblər ki, demək olar, bütün neokortekslə qarşılıqlı əlaqədə olan klaustrum beyin qabığındakı informasiya emalına təsir göstərmək üçün əlverişli mövqedə yerləşir. Onlar araşdırmada xoşagəlməz nəticələrdən öyrənmə zamanı insan klaustrumunda ayrı-ayrı neyronların fəaliyyətini qeydə alıb, müqayisə üçün isə ön singulat korteksindən və amiqdaladan alınan məlumatlardan istifadə ediblər.

Hu, Dalvit və həmkarları epilepsiya xəstəsi olan yeddi nəfərin beyninə klinik müşahidə çərçivəsində yerləşdirilmiş elektrodlar vasitəsilə ayrı-ayrı neyronların fəaliyyətini qeydə alıblar. Bu elektrodlar tutmaların beyində başladığı nöqtəni müəyyənləşdirmək məqsədilə yerləşdirilmişdi. Tədqiqatçılar xüsusilə üç bölgədəki neyronları izləyiblər:

• Klaustrum — funksiyaları hələ tam aydınlaşdırılmamış beyin bölgəsi.

• Ön singulat korteks — nəticələrin izlənməsində və davranışın istiqamətləndirilməsində iştirak edən bölgə.

• Amiqdala — emosiyaların emalında və təhlükələr haqqında öyrənmədə rol oynayan beyin strukturu.

İştirakçıların hamısında bu üç bölgənin hər birindən eyni vaxtda qeydlər aparılmayıb. Məlumatlar toplanarkən iştirakçılardan kompüter oyununu oynamaq tələb olunub. Oyunda onlar yaxınlaşan asteroid kəmərlərindəki boşluqlardan keçmək üçün virtual kosmik gəmini idarə etməli idilər.

Tədqiqatçılar təhlükəsiz keçidlərin yerləşmə ehtimalını dəyişdiriblər. Buna görə iştirakçılar asteroidlərlə toqquşmamaq üçün gözləntilərini yeniləməli olublar. Daha sonra alimlər oyundakı dəyişən şəraiti, iştirakçıların asteroidlərdən yayınmaq bacarığını və klaustrum, ön singulat korteks və amiqdaladakı neyronların fəaliyyətini birlikdə təhlil ediblər. Yeni sübutlar əsasında gözləntilərin necə yeniləndiyini təsvir edən riyazi modeldən istifadə etməklə, oyunun konkret anlarında iştirakçıların qeyri-müəyyənlik səviyyəsi və proqnoz xətası hesablanıb. Müəlliflərin sözlərinə görə, klaustrum və ön singulat korteksdəki neyronlar tapşırıqla əlaqəli, müəyyən quruluşa malik reaksiyalar nümayiş etdirib. Müxtəlif neyron qrupları stimulun meydana çıxmasına və iştirakçıların hərəkətlərindən asılı olan nəticələrə cavab verib. Nəticələrin beyindəki təsviri isə bu iki bölgədə fərqlənib. Başqa sözlə, müxtəlif neyronlar oyunun ayrı-ayrı hadisələrinə reaksiya veriblər. Bəzi neyronların fəaliyyəti ekranda asteroid kəməri görünəndə dəyişib, digərləri isə iştirakçının hərəkətləri ilə əlaqəli nəticələrə cavab verib.

Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, həm klaustrumdakı, həm də ön singulat korteksdəki neyronlar birbaşa hissi məlumatlardan müşahidə edilə bilməyən, lakin riyazi model əsasında qiymətləndirilən göstəriciləri — qeyri-müəyyənliyi və proqnoz xətasını — izləyir. Bununla belə, təcrübə zamanı bu iki bölgədəki siqnallar tapşırığın müxtəlif mərhələlərində qeydə alınıb.

Müəlliflər bildiriblər ki, hər iki bölgədə qeyri-müəyyənlik və proqnoz xətası kimi model əsasında müəyyənləşdirilən gizli dəyişənlər kodlaşdırılıb, lakin bu siqnalların zaman üzrə paylanması fərqli olub. Sınaqlar arasındakı fasilələrdə qeyri-müəyyənlik siqnalları yalnız ön singulat korteksdə müşahidə edilib. Asteroidlərdən aktiv yayınma mərhələsində isə həm klaustrum, həm də ön singulat korteks qeyri-müəyyənlik və proqnoz xətası ilə əlaqəli siqnallar nümayiş etdirib.  Amiqdalada isə bu gizli dəyişənlərlə bağlı fəaliyyət dəyişiklikləri çox az olub.

Beləliklə, ön singulat korteksdə qeyri-müəyyənliklə əlaqəli siqnallar həm sınaqlar arasındakı fasilələrdə, həm də aktiv yayınma mərhələsində qeydə alınıb. Klaustrumda isə qeyri-müəyyənlik və proqnoz xətası ilə əlaqəli siqnallar əsasən asteroidlərin göründüyü və kosmik gəmiyə yaxınlaşdığı aktiv yayınma mərhələsində müşahidə edilib. Tədqiqatın müəllifləri hesab edirlər ki, bu nəticələr insan klaustrumundakı neyronların hissi məlumatlardan birbaşa əldə edilə bilməyən daha mürəkkəb koqnitiv göstəriciləri izlədiyinə dair sübutlar təqdim edir. Nəticələr, həmçinin klaustrum və ön singulat korteksin tapşırığın gizli vəziyyətlərini izləməkdə fərqli funksiyalara malik ola biləcəyini göstərir.

Tədqiqat klaustrumun qeyri-müəyyənlik şəraitində gözləntilərin dəyişməsinə birbaşa səbəb olduğunu sübut etmir. Bunun əvəzinə, nəticələr bu bölgənin xoşagəlməz nəticələrdən öyrənmə zamanı gözləntilərlə reallıq arasındakı fərqin izlənməsində iştirak edə biləcəyini göstərir. Gələcək tədqiqatlarda klaustrumun funksiyaları öyrənmə və zehni təsəvvürlərin yenilənməsini əhatə edən digər tapşırıqlar vasitəsilə də araşdırıla bilər. Bu yanaşma beynin hələ kifayət qədər öyrənilməmiş bu bölgəsinin funksiyalarının daha dərindən anlaşılmasına kömək edə bilər. 

mənbə: medicalxpress.com