Kita tahu banyak, tapi tidak cukup, tentang bagaimana roda gigi itu cocok. Piyushgiri Revagar, CC BY-NC-ND

Keputusan mencakup berbagai kompleksitas. Ada yang sangat sederhana: Apakah saya menginginkan sebuah apel atau sepotong kue dengan makan siang saya? Lalu ada yang lebih rumit: Mobil mana yang harus saya beli, atau karir mana yang harus saya pilih?

Neuroscientists seperti saya telah mengidentifikasi beberapa bagian individual otak yang berkontribusi dalam membuat keputusan seperti ini. Daerah yang berbeda proses suara, pemandangan atau yang bersangkutan pengetahuan sebelumnya. Tapi pahamilah bagaimana para pemain individual ini bekerja sama sebagai tim masih menjadi tantangan, tidak hanya dalam memahami pengambilan keputusan, tapi juga untuk keseluruhan bidang ilmu syaraf.

Sebagian alasannya adalah bahwa sampai saat ini, neuroscience telah beroperasi dalam model penelitian sains tradisional: Laboratorium perorangan bekerja sendiri, biasanya berfokus pada satu atau beberapa area otak. Itu membuat menantang bagi setiap peneliti untuk menafsirkan data yang dikumpulkan oleh laboratorium lain, karena kita semua memiliki sedikit perbedaan dalam bagaimana kita menjalankan eksperimen.

Ilmuwan saraf yang mempelajari pembuatan keputusan menyiapkan berbagai jenis permainan berbeda untuk hewan untuk dimainkan, misalnya, dan kami mengumpulkan data tentang apa yang terjadi di otak saat hewan bergerak. Ketika setiap orang memiliki setup dan metodologi eksperimental yang berbeda, kita tidak dapat menentukan apakah hasil dari lab lain adalah petunjuk tentang sesuatu yang menarik yang sebenarnya terjadi di otak atau hanya hasil sampingan dari perbedaan peralatan.

Inisiatif OTAK, yang diluncurkan pemerintahan Obama di 2013, mulai mendorong jenis kolaborasi yang dibutuhkan oleh ilmu saraf. Aku hanya berpikir itu tidak pergi cukup jauh. Jadi saya ikut mendirikan sebuah proyek yang disebut Laboratorium Otak Internasional - sebuah mega-laboratorium virtual yang terdiri dari banyak laboratorium di berbagai institusi - untuk menunjukkan bahwa peribahasa "sendiri kita pergi dengan cepat, bersama kita melangkah jauh" berlaku untuk ilmu saraf. Pertanyaan pertama yang dikolaborasikan adalah menangani fokus pada pengambilan keputusan oleh otak.

Tim keputusan otak

Lab neuroscience individu telah menemukan banyak tentang bagaimana area otak tertentu berkontribusi pada pengambilan keputusan.

Katakanlah Anda memilih antara apel atau sepotong kue untuk dimakan siang. Pertama, Anda perlu tahu bahwa apel dan kue adalah dua pilihan. Itu membutuhkan tindakan dari daerah otak yang memproses informasi sensorik - mata Anda melihat kulit merah apel yang apik, sementara hidung Anda mengeluarkan aroma kue yang manis.

Daerah sensorik tersebut sering terhubung dengan area asosiasi yang kita sebut. Periset secara tradisional menganggap mereka berperan meletakkan berbagai informasi bersama. Dengan mengumpulkan informasi dari mata, telinga dan sebagainya, area asosiasi bisa memberi lebih koheren, gambar besar dari apa yang terjadi di dunia

Dan mengapa memilih satu tindakan yang lain? Itu pertanyaan untuk otak sirkuit penghargaan, yang sangat penting dalam Menimbang nilai pilihan yang berbeda. Anda tahu bahwa kue itu akan terasa manis sekarang lezat, tapi Anda mungkin akan menyesal saat Anda menuju ke gym nanti.

Lalu, ada korteks frontal, yang diyakini bisa dimainkan peran dalam mengendalikan tindakan sukarela. Penelitian menunjukkan bahwa hal itu terlibat dalam melakukan tindakan tertentu begitu informasi masuk telah tiba. Ini adalah bagian otak yang mungkin memberi tahu Anda bahwa potongan kue itu sangat enak sehingga sangat berharga untuk semua kalori.

Memahami bagaimana area otak yang berbeda ini biasanya bekerja sama untuk membuat keputusan dapat membantu memahami apa yang terjadi pada otak yang sakit. Penderita gangguan seperti autisme, skizofrenia dan penyakit Parkinson sering menggunakan informasi sensorik dengan cara yang tidak biasa, terutama jika itu rumit dan tidak pasti. Penelitian tentang pengambilan keputusan juga dapat menginformasikan penanganan pasien dengan gangguan lain, seperti penyalahgunaan zat dan kecanduan. Memang, Kecanduan mungkin merupakan contoh utama bagaimana pengambilan keputusan bisa sangat salah

Lab kolaboratif tersebar di seluruh dunia

Saat ini, ahli syaraf mengambil banyak foto closeup dari apa yang terjadi di area otak tertentu saat membuat keputusan. Tapi mereka sama sekali tidak berkoordinasi, jadi potongan closeup ini tidak sesuai untuk memberi kita gambaran besar tentang pengambilan keputusan yang kita butuhkan.

Itulah sebabnya tim kami bergabung membentuk Laboratorium Otak Internasional. Dengan dukungan dari Fasilitas Koordinasi Neuroinformatika Internasional, Trust Wellcome, dan Yayasan Simons (juga merupakan penyandang dana dari Percakapan AS), kami bertujuan untuk menciptakan gambaran besar tersebut dengan merancang satu percobaan skala besar yang menggunakan pendekatan yang sama persis untuk mempelajari banyak daerah otak yang berbeda Karena otak sangat kompleks, kita memerlukan keahlian dari berbagai laboratorium yang masing-masing mengkhususkan pada area otak tertentu. Tapi kita membutuhkan mereka untuk berkoordinasi dan menggunakan pendekatan yang sama sehingga kita bisa meletakkan semua potongan gambar mereka yang berbeda.

Kami menyatukan tim ilmuwan 21 yang akan bekerja sangat erat untuk memahami bagaimana miliaran neuron bekerja sama dalam satu otak untuk membuat keputusan. Sekitar selusin lab berbeda masing-masing akan melakukan satu eksperimen besar dengan mengukur aktivitas neuron pada hewan yang terlibat dalam permainan yang sama persis. Anggota tim kami akan merekam aktivitas dari ratusan neuron di otak masing-masing hewan. Kami akan mengumpulkan puluhan ribu rekaman neuron yang bisa kami analisis bersama.

Keep it simple

Dalam keputusan dunia nyata, Anda menggabungkan banyak bagian informasi yang berbeda - sinyal sensorik Anda, pengetahuan internal Anda tentang apa yang bermanfaat, apa yang berisiko. Tapi menerapkannya dalam konteks laboratorium cukup sulit.

Kami berharap bisa menciptakan pengalaman mencari makan alami tikus. Dalam kehidupan nyata, ada banyak jalur yang berbeda yang dapat diambil binatang saat menavigasi dunia untuk mencari sesuatu untuk dimakan. Ia ingin mencari makanan, karena makanan itu bermanfaat. Ini menggunakan isyarat sensorik masuk, seperti, "Oh, saya melihat kriket di sana!" Seekor binatang dapat menggabungkannya dengan kenangan akan hadiah, seperti, "Saya tahu daerah ini memiliki semak-semak berry yang subur, saya ingat dari kemarin, jadi saya Akan ke sana. "Atau," Saya tahu di sini ada kucing terakhir kali, jadi sebaiknya saya menghindari area itu. "

Pada awalnya, penyiapan yang kami gunakan untuk Laboratorium Otak Internasional tidak terlihat sangat alami sama sekali. Mouse memiliki perangkat kecil yang digunakan untuk melaporkan keputusan - sebenarnya ada roda dari set Lego. Misalnya, mungkin belajar bahwa ketika melihat gambar kisi vertikal dan memutar kemudi sampai gambar terpusat, ia mendapat hadiah. Jika Anda memikirkan apa yang mencari makanan - menjelajahi lingkungan, mencoba mendapatkan penghargaan, memanfaatkan sinyal sensorik dan pengetahuan sebelumnya - aktivitas roda Lego sederhana ini menangkap esensinya.

Kami benar-benar harus memikirkan trade-off antara memiliki perilaku yang cukup kompleks untuk memberi kita wawasan tentang perhitungan saraf yang menarik, dan satu yang cukup sederhana sehingga bisa diimplementasikan dengan cara yang sama di banyak laboratorium eksperimental yang berbeda. Keseimbangan yang kita pukul adalah tugas pengambilan keputusan yang dimulai dengan sederhana dan menjadi semakin kompleks karena hewan individu mencapai tahap pelatihan yang berbeda.

Bahkan di tahap paling awal dan paling awal yang kita lihat, di mana binatang hanya melakukan gerakan sukarela, mereka memutuskan kapan harus melakukan gerakan untuk mendapatkan hadiah. Saya yakin kita bisa melangkah lebih jauh, tapi kalaupun itu sejauh yang kita dapatkan, memiliki pengukuran saraf dari seluruh otak selama perilaku sederhana seperti ini akan sangat menarik. Kami tidak tahu bagaimana hal itu terjadi di otak sehingga Anda memutuskan kapan harus melakukan tindakan tertentu dan bagaimana melakukan tindakan itu. Memiliki pengukuran saraf dari seluruh otak tentang apa yang terjadi tepat sebelum hewan tersebut secara spontan memutuskan untuk pergi dan mendapatkan hadiah akan menjadi langkah maju yang besar.

tentang Penulis

Anne Churchland, Associate Professor Neuroscience, Laboratorium Cold Spring Harbor

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon