Neurale beregninger af målstyret beslutningstagning

Fleksibel målstyret beslutningstagning er et kerneaspekt af højere ordens adaptiv biologisk intelligens. En række psykiatriske lidelser involverer svækkelser i målstyret beslutningstagning, men den nuværende mangel på selv en grundlæggende forståelse af, hvordan målstyret handlingsudvælgelse implementeres på neuronalt niveau hos mennesker, hindrer vores evne til at lokalisere disse neuropsykiatriske dysfunktioner. Især er det fuldstændig ukendt, hvordan mål, og de stimuli og handlinger, der skal vælges fra for at forfølge dem, er repræsenteret på niveau med enkelte neuroner, og heller ikke hvordan mål bliver udvalgt fra tilgængelige mulige mål.

Studieeksperimenterne udnytter den sjældne mulighed for at optage in vivo fra menneskelige enkelte neuroner samtidigt i flere hjerneområder hos patienter, der gennemgår behandling for lægemiddelresistent epilepsi. Undersøgelsen vil bruge en kombination af (i) in-vivo-optagelser hos mennesker, der opfører sig vågent, ved at vurdere nøjagtighed og evne til beslutningstagning gennem valgvurderinger, (ii) beregningsanalyse og modellering.

Disse teknikker vil blive anvendt til at karakterisere det funktionelle bidrag fra human ventromedial præfrontal (vmPFC), dorsal anterior cingulate (dACC) og præ-supplerende motorisk område (præ-SMA) i disse processer. Vi vil først teste det langvarige forslag, der aldrig er testet på neuronalt niveau hos mennesker, at værdien af ​​stimuli er især repræsenteret af neuroner i vmPFC, mens værdien af ​​handlinger er mere repræsenteret af neuroner i dorsale kortikale områder såsom præ-SMA. Vi vil derefter tage fat på, hvordan selve målene er repræsenteret. I den virkelige verden skal dyr, inklusive mennesker, vælge et mål, før nogen handling udføres. Der er således en hierarkisk proces med målvalg efterfulgt af handlingsvalg. Vi antager, at vmPFC spiller en specifik rolle i målvurdering og udvælgelse, mens neuroner i dorsomediale områder inklusive præ-SMA og dACC vil spille mere en rolle i at værdsætte og udvælge de handlinger, der implementerer det valgte mål.

Det forventede resultat af dette arbejde er en omfattende forståelse af funktionerne af den menneskelige PFC i målrettet beslutningstagning ved cellulær opløsning, mens den kaster lys over de neurale mekanismer for målrepræsentation og selektion, som hidtil har været praktisk talt ustuderet.