Computações Neurais de Tomada de Decisão Direcionada a Objetivos

A tomada de decisão flexível e orientada para objetivos é um aspecto central da inteligência biológica adaptativa de ordem superior. Vários transtornos psiquiátricos envolvem prejuízos na tomada de decisões direcionadas a objetivos, mas a atual falta de uma compreensão básica de como a seleção de ações direcionadas a objetivos é implementada no nível neuronal em humanos dificulta a nossa capacidade de identificar essas disfunções neuropsiquiátricas. Em particular, é completamente desconhecido como os objetivos, e os estímulos e ações que precisam ser selecionados para alcançá-los, são representados no nível de neurônios individuais, nem como os objetivos são selecionados a partir dos objetivos possíveis disponíveis.

Os experimentos do estudo utilizam a rara oportunidade de registrar in vivo neurônios únicos humanos simultaneamente em múltiplas áreas do cérebro em pacientes submetidos a tratamento para epilepsia resistente a medicamentos. O estudo utilizará uma combinação de (i) gravações in vivo em humanos que se comportam acordados, avaliando a precisão e capacidade da tomada de decisão por meio de classificações de escolha, (ii) análise computacional e modelagem.

Estas técnicas serão aplicadas para caracterizar a contribuição funcional do pré-frontal ventromedial humano (vmPFC), cingulado anterior dorsal (dACC) e área motora pré-suplementar (pré-SMA) nestes processos. Testaremos primeiro a proposta de longa data, nunca testada em nível neuronal em humanos, de que o valor dos estímulos é especialmente representado por neurônios no vmPFC, enquanto o valor das ações é mais representado por neurônios em áreas corticais dorsais, como o pré-SMA. Abordaremos então como os próprios objetivos são representados. No mundo real, os animais, incluindo os humanos, precisam selecionar um objetivo antes de qualquer ação ser executada. Assim, existe um processo hierárquico de seleção de metas seguido de seleção de ações. Nossa hipótese é que o vmPFC desempenha um papel específico na avaliação e seleção de metas, enquanto os neurônios nas áreas dorsomediais, incluindo pré-SMA e dACC, desempenharão um papel mais importante na avaliação e seleção das ações que implementam a meta escolhida.

O resultado esperado deste trabalho é uma compreensão abrangente das funções do PFC humano na tomada de decisões direcionadas a objetivos na resolução celular, ao mesmo tempo que esclarece os mecanismos neurais de representação e seleção de objetivos que até agora praticamente não foram estudados.