Rusztowanie operacji mózgu (BETATEST)

Mózg nieustannie podejmuje decyzje na podstawie danych percepcyjnych oraz sygnałów wewnętrznych, szybko oceniając i przetwarzając informacje, co prowadzi do zachowań ukierunkowanych na cel. Jednym z kluczowych aspektów wszystkich tych procesów jest komunikacja, czyli transfer informacji z jednej sieci mózgowej do drugiej. Jednak dopiero zaczynamy rozumieć, w jaki sposób mózg to osiąga. Tutaj badacze proponują zbadanie dokładnie tego pytania. Nadrzędnym celem tego projektu jest wyjaśnienie, w jaki sposób mózg tworzy funkcjonalną architekturę neuronową zaangażowaną w pamięć roboczą i podejmowanie decyzji. Badacze argumentują, że oscylacje mózgu w paśmie częstotliwości beta 1530 Hz odgrywają kluczową rolę w tworzeniu elastycznych zespołów neuronowych. Badacze proponują nowe ramy teoretyczne, określające, w jaki sposób rytm beta elastycznie tworzy przejściowe sieci, łącząc obwody neuronalne, które są istotne dla bieżących wymagań zadaniowych, zwłaszcza pod względem endogennego przetwarzania informacji, np. pamięci roboczej, podejmowania decyzji. Z tego punktu widzenia beta zapewnia rusztowanie do przesyłania informacji, kierując je przez mózg poprzez tymczasowe łączenie odpowiednich węzłów, tak aby mogła mieć miejsce wymiana informacji. Badacze proponują, aby rytm beta na krótko aktywował zespół neuronów, umożliwiając mu nadawanie wiadomości zakodowanej w aktywności szczytowej populacji, tak aby mogła być wydajnie i skutecznie odbierana. Aby przetestować te ramy, celem jest tutaj (1) zbadanie roli oscylacji beta w tworzeniu dynamicznych zespołów neuronowych i ich związku z wydajnością behawioralną, (2) zidentyfikowanie leżącej u podstaw fizjologii na poziomie obwodu tworzenia zespołu za pośrednictwem beta oraz ( 3) ustalić powszechność tworzenia zespołów za pośrednictwem beta i zidentyfikować nieinwazyjne biomarkery. Badacze wykorzystają kombinację zapisów EEG u zdrowych ludzi oraz elektrofizjologii wewnątrzczaszkowej i neuromodulacji optogenetycznej u przytomnych gryzoni. Zarówno ludzie, jak i zwierzęta wykonają paradygmat przestrzennej pamięci roboczej, krytycznie umożliwiając pionową integrację na różnych poziomach zapisu. Osoby badane będą dodatkowo wykonywać zadania związane z pamięcią roboczą w różnych modalnościach sensorycznych i na wyższych poziomach abstrakcji, aby zagwarantować możliwość uogólnienia wyników i umożliwić identyfikację biomarkerów do wykorzystania w przyszłych badaniach pacjentów. To podejście ma na celu udzielenie odpowiedzi na podstawowe mechanistyczne pytania, w jaki sposób powstają lokalne zespoły i jak są one modulowane. Krytycznie badacze określą wpływ tych mechanizmów na zachowanie. Projekt dostarczy fundamentalnych spostrzeżeń, które przygotują grunt pod dalsze szczegółowe badania zdrowych ludzi i pacjentów z upośledzoną funkcją beta i zaburzeniami poznawczymi, takimi jak choroba Parkinsona i schizofrenia.