Во время добывания пищи животные, в том числе люди и обезьяны, постоянно принимают решения о том, где искать пищу и когда перемещаться между возможными источниками пропитания.

«Собирательное поведение — это то, что мы совершаем ежедневно, когда идем в продуктовый магазин за едой, и мы делаем выбор, основываясь на степени вознаграждения, которое дает каждый выбор. Это классическая проблема, общая для всех видов на планете», — сказал Валентин Драгой. , профессор электротехники и компьютерной инженерии в Райс, профессор нейробиологии в Медицинском колледже Вейл Корнелл и научный директор Методистского/Райсового центра восстановления нервных систем.

В статье , опубликованной в журнале Nature Neuroscience, Драгой и его коллеги исследуют процессы мозга, связанные с поиском пищи.

«В этом исследовании мы описываем использование новой интегрированной беспроводной системы для записи мозговой активности в лобных областях мозга, а также для глазодвигательного и поведенческого отслеживания. Мы изучаем в реальном времени, как разворачивается эта повсеместная задача поиска пищи , что мы и делаем». естественно, выступаю каждый день», — сказал Драгой.

Макаки — род обезьян, обитающих в Азии, Северной Африке и Южной Европе (Гибралтар). Чаще всего они едят фрукты, семена и другую растительную пищу. «Мы изучаем макак, — сказал Драгой, — потому что добывание пищи — это естественное поведение , а мозг макаки очень похож на человеческий мозг с точки зрения организации и функций».

До сих пор было трудно исследовать нейронную основу поиска пищи в естественной среде, поскольку предыдущие подходы основывались на удерживаемых животных, выполняющих экспериментальные задачи по поиску пищи. Драгой и его партнеры по исследованию позволили безудержным макакам свободно взаимодействовать с вариантами вознаграждения, одновременно записывая по беспроводной сети нейронную активность в их префронтальной коре.

«Животные решали, когда и где добывать корм, основываясь на том, сбылись или нарушились их предсказания о вознаграждении. Прогнозы основывались не только на истории доставки вознаграждения, но и на понимании того, что более длительное ожидание увеличивает вероятность получения вознаграждения», — сказал Драгой. .

Результаты показывают, что стратегии добывания пищи основаны на кортикальной модели динамики вознаграждения, поскольку животные свободно исследуют окружающую среду.

«Мы узнали, что можем предсказывать выбор даже в сложных ситуациях, просто считывая ответы десятков нейронов в лобной доле. Это потенциально может двигаться в направлении протезных устройств, чтобы влиять на выбор или смещать его, даже неинвазивно. позволяет нам понять, как работает мозг, когда он занимается этим естественным поведением», — сказал Драгой.

Далее лаборатория Драгой объединит поиск пищи в социальном контексте и запись данных от двух животных одновременно, пока они сотрудничают в поисках еды в качестве награды. Это сложная техническая задача, но Драгой считает, что он и его партнеры по исследованиям близки к достижению таких целей. Это может позволить решить проблему корковых имплантатов, чтобы помочь пациентам с дисфункцией мозга и помочь им принимать поведенческие решения.