Cách bộ não đưa thông tin mới vào thiết lập mục tiêu
Sử dụng quét não của những người tình nguyện là con người, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Thần kinh Princeton (PNI) phát hiện ra rằng việc cập nhật các mục tiêu diễn ra trong vỏ não trước trán và dường như liên quan đến các tín hiệu liên quan đến chất hóa học não dopamine. Khi các nhà nghiên cứu sử dụng xung từ tính để làm gián đoạn hoạt động ở vùng não đó, các tình nguyện viên không thể chuyển sang nhiệm vụ mới khi chơi một trò chơi yêu cầu họ nhấn nút sau khi nhìn thấy các chữ cái bật lên trên màn hình.
Jonathan Cohen, Ph.D., đồng giám đốc PNI, cho biết: “Chúng tôi đã tìm ra một cơ chế cơ bản góp phần giúp não bộ có khả năng tập trung vào một nhiệm vụ và sau đó linh hoạt chuyển sang nhiệm vụ khác. “Những suy yếu trong hệ thống này là trung tâm của nhiều rối loạn quan trọng về chức năng nhận thức, chẳng hạn như những rối loạn được quan sát thấy trong bệnh tâm thần phân liệt và rối loạn ám ảnh cưỡng chế.”
Cohen giải thích rằng nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng khi thông tin mới được sử dụng để cập nhật nhiệm vụ, hành vi hoặc mục tiêu, thông tin này được lưu giữ trong một loại bộ nhớ ngắn hạn được gọi là bộ nhớ làm việc. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu không biết những cơ chế nào liên quan đến việc cập nhật thông tin này.
Để tìm hiểu, nhóm nghiên cứu của Cohen đã sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) để quét não của những người tình nguyện chơi một trò chơi trong đó họ nhấn một nút cụ thể tùy thuộc vào một tín hiệu hình ảnh cụ thể.
Nếu tình nguyện viên nhìn thấy chữ A trước khi nhìn thấy chữ X, họ phải nhấn nút 1. Nhưng nếu tình nguyện viên nhìn thấy chữ B trước khi nhìn thấy chữ X, người tham gia phải nhấn nút 2. A và B đã trả lời. dưới dạng thông tin mới mà người đó đã sử dụng để cập nhật mục tiêu quyết định sẽ nhấn nút nào. Một phiên bản khác của nhiệm vụ yêu cầu những người tham gia tương tự nhấn nút 1 khi thấy dấu X bất kể A hay B được hiển thị.
Với fMRI, các nhà nghiên cứu đã phát hiện hoạt động ở vỏ não trước trán bên phải trong các nhiệm vụ yêu cầu người tham gia ghi nhớ liệu họ đã nhìn thấy chữ A hay chữ B trước khi nhấn đúng nút, nhưng không phải trong các nhiệm vụ mà người tham gia chỉ phải nhấn nút khi được nhắc. bởi một X.
Những kết quả này đã xác nhận những phát hiện từ một nghiên cứu trước đây do Cohen dẫn đầu sử dụng một phương pháp quét khác để đánh giá thời gian hoạt động của não. Sử dụng điện não đồ (EEG), các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vỏ não trước trán cho thấy hoạt động điện não tăng đột biến 150 mili giây sau khi người tham gia xem chữ A hoặc B.
Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng vỏ não trước trán thực sự là vùng não liên quan đến việc cập nhật bộ nhớ hoạt động bằng cách gửi một xung từ trường ngắn đến vùng này. Xung này làm gián đoạn hoạt động của vỏ não vào thời điểm chính xác - như được tiết lộ bởi điện não đồ - các nhà nghiên cứu nghi ngờ rằng vỏ não trước trán đang cập nhật bộ nhớ hoạt động.
Khi các nhà nghiên cứu đưa xung vào phía bên phải của vỏ não trước trán khoảng 150 mili giây sau khi các tình nguyện viên nhìn thấy chữ A hoặc B, những người tham gia đã không thể bấm đúng các nút, Cohen nói.
“Chúng tôi dự đoán rằng nếu xung được truyền đến phần vỏ não trước trán bên phải được quan sát bằng fMRI và tại thời điểm não bộ đang cập nhật thông tin như được tiết lộ bởi EEG, thì đối tượng sẽ không giữ lại thông tin về A và B, can thiệp vào hiệu suất của họ trong nhiệm vụ nhấn nút, ”Cohen nói.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu khám phá lý thuyết của họ rằng dopamine - một chất hóa học tự nhiên có liên quan đến động lực và phần thưởng - gắn thẻ thông tin mới vào vỏ não trước là quan trọng để cập nhật trí nhớ và mục tiêu làm việc.
Cohen và nhóm của ông đã chụp ảnh một vùng não được gọi là não giữa, chứa các cụm tế bào thần kinh được gọi là nhân dopaminergic, là nguồn của hầu hết các tín hiệu dopamine trong não.
Sử dụng fMRI độ phân giải cao, các nhà nghiên cứu đã thăm dò hoạt động của các tế bào giải phóng dopamine này trong não của những người tình nguyện tham gia trò chơi. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hoạt động ở những khu vực này tương quan với hoạt động ở vỏ não trước trán bên phải và với khả năng bấm đúng nút của các tình nguyện viên.
Cohen cho biết: “Phần đáng chú ý là các tín hiệu dopamine tương quan với cả hành vi của các tình nguyện viên của chúng tôi và hoạt động não của họ trong vỏ não trước trán. “Chòm sao của phát hiện này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng các nhân dopaminergic đang cho phép vỏ não trước trán giữ thông tin liên quan đến việc cập nhật hành vi, nhưng không phải thông tin không có.”
Nghiên cứu được xuất bản bởi Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
Nguồn: Đại học Princeton
