Badanie wykazało, że neurony współpracują w przetwarzaniu interakcji społecznych

Naukowcy odkryli, że część mózgu związana z pamięcią roboczą i integracją wielozmysłową może również odgrywać ważną rolę w przetwarzaniu sygnałów społecznych przez mózg. Poprzednie badania wykazały, że neurony w brzuszno-przyśrodkowej korze przedczołowej (VLPFC) integrują twarze i głosy, ale nowe badania… Journal of NeurosciencePokazuje, że neurony w VLPFC odgrywają rolę w przetwarzaniu tożsamości „mówcy” oraz ekspresji wyrażanej za pomocą gestów twarzy i wokalizacji.

„Nadal nie do końca rozumiemy, w jaki sposób informacje dotyczące twarzy i głosu są łączone oraz jakie informacje są przetwarzane przez różne obszary mózgu” – powiedział. dr Lizabeth Romanskiprofesor neurologii na Uniwersytecie im Instytut Neuronauki Del Monte na Uniwersytecie w Rochester i starszy autor badania. „Jednak wyniki te potwierdzają, że VLPFC jest ważnym węzłem w sieci społecznościowej, który przetwarza mimikę, wokalizację i sygnały społeczne”.

VLPFC to obszar mózgu powiększony u naczelnych, w tym ludzi i makaków. W tym badaniu, Laboratorium Romanskiego Makakom rezusom pokazano krótkie klipy wideo przedstawiające inne makaki wykonujące wokalizacje/wyrazy twarzy, które były przyjazne, agresywne lub neutralne. Zarejestrowali aktywność ponad 400 neuronów w VLPFC i odkryli, że poszczególne komórki nie wykazywały silnych, kategorycznych reakcji na wyraz twarzy lub tożsamość makaków na filmach. Kiedy jednak badacze połączyli neurony w populację, można było wytrenować model uczenia maszynowego do dekodowania ekspresji i tożsamości w filmach w oparciu wyłącznie o wzorce aktywności neuronowej, co sugeruje, że neurony zbiorowo reagowały na te zmienne. Ogólnie rzecz biorąc, aktywność populacji neuronów VLPFC została zdeterminowana przede wszystkim tożsamością makaka na filmie. Wyniki te sugerują, że VLPFC jest kluczowym obszarem mózgu w przetwarzaniu sygnałów społecznych.

„W naszym badaniu wykorzystaliśmy bogate w informacje bodźce dynamiczne, a reakcje poszczególnych neuronów były bardzo złożone” – powiedział dr Keshuv Sharma, główny autor badania. „Początkowo trudno było zrozumieć dane”. „Dopiero po zbadaniu, w jaki sposób aktywność populacji wiąże się z informacjami społecznymi zawartymi w naszych bodźcach, udało nam się znaleźć spójną strukturę. Dla nas było to jak zobaczenie w końcu lasu zamiast grupy drzew”. Sharma i Romanski mają nadzieję, że ich podejście zachęci innych do analizowania aktywności na poziomie populacji podczas badania integracji twarzy i głosów w mózgu.

Anatomia obwodów przetwarzania słuchowego i wzrokowego w mózgu

Zrozumienie, w jaki sposób kora przedczołowa przetwarza informacje słuchowe i wizualne, jest kamieniem węgielnym laboratorium Romanskiego. Proces ten jest niezbędny do rozpoznawania obiektów za pomocą wzroku i dźwięku, a także jest niezbędny do skutecznej komunikacji. W poprzednich badaniach laboratorium Romanskiego zidentyfikowało VLPFC jako obszar mózgu odpowiedzialny za utrzymywanie i integrowanie informacji o twarzy i głosie podczas pamięci roboczej. Wyniki tych badań wskazują na znaczenie tego obszaru mózgu w większym obwodzie leżącym u podstaw komunikacji społecznej.

„Wiedza, jakie cechy populacji neuronów wyodrębnia z bodźców twarzy i głosu oraz jak te cechy zazwyczaj się łączą, pomoże nam zrozumieć, co może ulec zmianie w przypadku zaburzeń mowy i komunikacji, w tym zaburzeń ze spektrum autyzmu, w przypadku których wiele bodźców zmysłowych może nie zostać optymalnie połączonych.” – stwierdził Romanski.

Dodatkowi autorzy to Mark Diltz z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Rochester, Theodore Lincoln z Astrobotic Technology i Eric Albuquerque z Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Miami. Badania te były wspierane przez Narodowy Instytut Zdrowia, Program Schmitta na rzecz Integracyjnej Neuronauki za pośrednictwem Instytutu Del Monte Neuroscience oraz Program Szkolenia Naukowców Medycznych (MSTP) Uniwersytetu Rochester.