Neurální výpočty cíleného rozhodování

Flexibilní cílené rozhodování je základním aspektem adaptivní biologické inteligence vyššího řádu. Řada psychiatrických poruch zahrnuje narušení cíleného rozhodování, ale současný nedostatek byť jen základního porozumění tomu, jak se cílená akční selekce implementuje na neuronální úrovni u lidí, brání naší schopnosti přesně určit tyto neuropsychiatrické dysfunkce. Zejména není zcela známo, jak jsou cíle a podněty a akce, které je třeba vybrat, aby je bylo možné sledovat, reprezentovány na úrovni jednotlivých neuronů, ani jak se cíle vybírají z dostupných možných cílů.

Studijní experimenty využívají vzácnou příležitost zaznamenat in vivo z jednotlivých lidských neuronů současně v několika oblastech mozku u pacientů podstupujících léčbu epilepsie rezistentní na léky. Studie bude využívat kombinaci (i) in-vivo záznamů u lidí s bdělým chováním hodnotících přesnost a schopnost rozhodování prostřednictvím hodnocení výběru, (ii) výpočetní analýzy a modelování.

Tyto techniky budou použity k charakterizaci funkčního příspěvku lidské ventromediální prefrontální (vmPFC), dorzální přední cingulát (dACC) a pre-suplementární motorické oblasti (pre-SMA) v těchto procesech. Nejprve otestujeme dlouhodobý návrh, který nebyl nikdy testován na neuronální úrovni u lidí, že hodnotu stimulů představují zejména neurony ve vmPFC, zatímco hodnotu akcí více zastupují neurony v dorzálních kortikálních oblastech, jako je pre-SMA. Poté se budeme zabývat tím, jak jsou reprezentovány samotné cíle. V reálném světě si zvířata včetně lidí musí před provedením jakékoli akce vybrat cíl. Existuje tedy hierarchický proces výběru cílů následovaný výběrem akcí. Předpokládáme, že vmPFC hraje specifickou roli při hodnocení a výběru cílů, zatímco neurony v dorzomediálních oblastech včetně pre-SMA a dACC budou hrát větší roli při hodnocení a výběru akcí, které realizují zvolený cíl.

Očekávaným výsledkem této práce je komplexní porozumění funkcím lidského PFC v cíleném rozhodování při buněčném rozlišení a zároveň osvětlování neurálních mechanismů reprezentace a výběru cílů, které byly dosud prakticky neprozkoumány.