Nevrale beregninger av målrettet beslutningstaking

Fleksibel målrettet beslutningstaking er et kjerneaspekt av høyere-ordens adaptiv biologisk intelligens. En rekke psykiatriske lidelser involverer svekkelser i målrettet beslutningstaking, men den nåværende mangelen på selv en grunnleggende forståelse av hvordan målrettet handlingsvalg implementeres på nevronnivå hos mennesker hindrer vår evne til å finne disse nevropsykiatriske dysfunksjonene. Spesielt er det helt ukjent hvordan mål, og stimuli og handlinger som må velges fra for å forfølge dem, er representert på nivå med enkeltnevroner, og heller ikke hvordan mål blir valgt fra tilgjengelige mulige mål.

Studieeksperimentene utnytter den sjeldne muligheten til å registrere in vivo fra menneskelige enkeltnevroner samtidig i flere hjerneområder hos pasienter som gjennomgår behandling for medikamentresistent epilepsi. Studien vil bruke en kombinasjon av (i) in-vivo-opptak hos mennesker med våken oppførsel, som vurderer nøyaktighet og evne til å ta beslutninger gjennom valgvurderinger, (ii) beregningsanalyse og modellering.

Disse teknikkene vil bli brukt for å karakterisere det funksjonelle bidraget til human ventromedial prefrontal (vmPFC), dorsal anterior cingulate (dACC) og pre-supplerende motorområde (pre-SMA) i disse prosessene. Vi vil først teste det langvarige forslaget som aldri ble testet på nevronalt nivå hos mennesker om at verdien av stimuli er spesielt representert av nevroner i vmPFC, mens verdien av handlinger er mer representert av nevroner i dorsale kortikale områder som pre-SMA. Vi vil deretter ta for oss hvordan selve målene er representert. I den virkelige verden må dyr inkludert mennesker velge et mål før noen handling utføres. Dermed er det en hierarkisk prosess med målvalg etterfulgt av handlingsvalg. Vi antar at vmPFC spiller en spesifikk rolle i målvurdering og seleksjon, mens nevroner i dorsomediale områder inkludert pre-SMA og dACC vil spille mer en rolle i å verdsette og velge handlingene som implementerer det valgte målet.

Det forventede resultatet av dette arbeidet er en omfattende forståelse av funksjonene til den menneskelige PFC i målrettet beslutningstaking ved cellulær oppløsning, mens den kaster lys over de nevrale mekanismene for målrepresentasjon og seleksjon som hittil har vært praktisk talt ustudert.