Открыт механизм ошибок сенсорного предсказания

Во время эксперимента исследователи использовали двухфотонную кальциевую визуализацию, что дало возможность наблюдать за нейронной активностью у мышей, исследующих виртуальное пространство. 

Учёные смогли создать контролируемые условия, чтобы лучше понять, как мозг реагирует на неожиданные стимулы. Грызуны двигались в пределах виртуального коридора, разрабатывая пространственные прогнозы. Стены коридора отображали чередующиеся решётчатые паттерны стимулов, разделённые чёткими ориентирами. 

Зрительные стимулы появлялись внезапно, когда мыши достигали соответствующей позиции в коридоре и возникали в постоянном визуальном потоке независимо от скорости бега испытуемых, чтобы обеспечить точный контроль над характеристиками стимула и временем. Достигнув зоны вознаграждения в конце коридора, мыши его получали, и их положение сбрасывалось в начало коридора, начиная новое испытание.

Авторы работы выявили, что при возникновении различий между ожидаемыми и реальными событиями активируются особые группы нейронов, способствующие обнаружению и обработке этих несоответствий. Открытие акцентирует внимание на так называемых “ошибках в предсказаниях”, которые усиливают внимание животных и помогают адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды.

Было выделено две ключевые группы нейронов: интернейроны, которые вырабатывают вазоактивные кишечные полипептиды (VIP) и особые нейроны в таламусе. Эти нейронные сети имеют решающее значение для восприятия неожиданных изменений в сенсорной информации, что обеспечивает более высокую степень адаптивности и гибкости в процессе обучения и реагирования на внешние воздействия.

Полученные результаты расширяют понимание нейробиологических процессов, связанных с предсказанием и восприятием, и открывают перспективы для дальнейших исследований в области когнитивной науки и психологии. В частности, это может стать базой для нового понимания процессов, лежащих в основе расстройств аутистического и шизофренического спектра.