The mesencephalic locomotor region shapes decision-making during movement
Deze studie toont aan dat de mesencefalische locomotie-regio (MLR) actief vormgeeft aan besluitvorming tijdens beweging door gemultiplexte motorische en beslissingsvariabelen te coderen, bewijsaccumulatie aan te drijven en causaal invloed uit te oefenen op de go-beslissingswaarschijnlijkheid.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
Elke dag maken we keuzes terwijl ons lichaam in beweging is. Een hardloper beslist of hij moet sprinten of vertragen op basis van het terrein; een vogel past zijn vliegroute aan terwijl hij takken ontwijkt. Lange tijd geloofden wetenschappers dat het brein deze twee taken — bewegen en beslissen — als afzonderlijke taken afhandelde. Eén deel van het brein zou de stappen berekenen, terwijl een ander, hoger gelegen deel de opties zou afwegen en de keuze zou maken. Nieuw onderzoek suggereert echter dat dit onderscheid een illusie is. In de natuur zijn beweging en besluitvorming diep met elkaar verweven en updaten ze elkaar voortdurend. Om te begrijpen hoe dit werkt, hebben onderzoekers hun aandacht gericht op een klein, oeroud gebied in het midden van het brein, de mesencefalische locomotorische regio. Dit gebied staat bekend als de motor voor beweging, maar een recente studie onthult dat het ook een cruciale rol speelt in hoe we denken en kiezen terwijl we in beweging zijn.
Een team wetenschappers van het Korea Institute of Science and Technology zette zich sch de bedoeling om dit idee te testen met behulp van muizen. Ze plaatsten de dieren op een loopband en trainden hen om te luisteren naar specificaties geluiden. Wanneer ze een hoog geluid hoorden, moesten ze aan een waterfonteintje likken om een beloning te krijgen. Wanneer ze een laag geluid hoorden, moesten ze stil blijven zitten om een puf lucht te vermijden. De twist was dat de muizen vrij waren om op de snelheid te lopen die ze wilden voordat het geluid klonk. De onderzoekers wilden zien of de snelheid van het lopen veranderde hoe de muizen hun beslissingen namen. Ze ontdekten dat dit het geval was. Wanneer de muizen langzaam liepen, waren ze sneller in het beslissen of ze wel of niet moesten likken. Wanneer ze snel liepen, vertraagden hun reacties en waren ze minder geneigd om te handelen, zelfs wanneer ze wisten dat ze dat zouden moeten doen. De snelheid van hun poten vormde direct de snelheid en zekerheid van hun gedachten.
Om te ontdekken waarom dit gebeurde, plaatsten de onderzoekers minuscule elektroden in de mesencefalische locomotorische regio om naar de elektrische signalen van individuele hersencellen te luisteren. Ze ontdekten dat deze cellen niet alleen stappen telden. In plaats daarvan kon een enkele cel tegelijkertijd reageren op hoe snel de muis rende, het geluid van de toon en de verwachting van een beloning. Het was alsof de cel tegelijkertijd een gesprek voerde over zowel de beweging van het lichaam als de keuze van de geest. De onderzoekers gebruikten computermodellen om deze cellen in groepen te verdelen op basis van hun activiteitspatronen. Ze vonden specifieke groepen cellen die het meest actief waren vlak nadat het geluid klonk, maar voordat de muis zijn beweging maakte. Deze groepen leken bewijs te verzamelen, het geluid af te wegen tegen de herinnering aan eerdere beloningen, en te beslissen wat de volgende stap zou zijn.
De studie ging verder om te bewijzen dat deze cellen niet alleen het proces observeerden, maar het ook daadwerkelijk aanstuurden. De wetenschappers gebruikten een techniek om alleen de cellen te labelen die actief waren tijdens die kritieke denkperiode. Vervolgens gebruikten ze licht om deze specifieke cellen tijdelijk te verzwakken terwijl de muizen hun beslissingen namen. Wanneer deze cellen werden uitgeschakeld, werden de muizen aarzelend. Ze waren veel minder geneigd om de "ga"-beslissing te nemen om voor een beloning te likken, en wanneer ze wel besloten te handelen, duurde dat langer. Dit bevestigde dat deze specifieke cellen noodzakelijk zijn voor het besluitvormingsproces zelf. De onderzoekers keken ook naar de chemische samenstelling van deze cellen en ontdekten dat ze grotendeels niet van het type cellen waren dat normaal gesproken beweging aanstuurt. In plaats daarvan waren ze een mix van andere typen, wat suggereert dat het brein een diverse groep cellen gebruikt om de complexe taak van beslissen tijdens het bewegen aan te kunnen.
De bevindingen suggereren dat de mesencefalische locomotorische regio meer is dan alleen een schakelaar voor het lopen. Het fungeert als een brug waar de fysieke staat van het lichaam de mentale besluitvorming ontmoet. Wanneer een dier snel beweegt, lijkt deze regio de snelheid waarmee informatie wordt verzameld te vertragen, wat leidt tot voorzichtigere en tragere beslissingen. Wanneer het dier langzaam beweegt, wordt de informatie efficiënter verzameld, wat leidt tot snellere keuzes. Deze ontdekking verandert hoe we naar de organisatie van het brein kijken. Het laat zien dat de besluitvormingsmachine niet geïsoleerd is in een hoge toren van het brein, maar ingebed is in de zeer circuits die onze spieren aansturen. Dit helpt verklaren waarom het soms moeilijker is om helder na te denken wanneer we ons haasten, en waarom het vertragen van ons lichaam ons soms kan helpen sneller na te denken. De studie biedt een duidelijk beeld van hoe het brein het gevoel van beweging integreert met de daad van het kiezen, en onthult dat we, om te begrijpen hoe we beslissen, eerst moeten begrijpen hoe we bewegen.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.