Мозг раков может дать уникальное представление о принятии решений у человека

Исследование Университета Мэриленда показало, что раки проводят удивительно сложные расчёты затрат и выгод. Это открывает новое направление исследований, которое может помочь расшифровать клеточную активность мозга, участвующую в принятии решений человеком.

Исследователи пришли к выводу, что раки являются отличной практической моделью для идентификации конкретных нейронных цепей и нейрохимии принятия решений. Они считают, что их исследование первым изолировало отдельные нейроны раков, участвующие в решениях, основанных на оценке ценности. В настоящее время нет прямого способа сделать это с человеческим мозгом.

Исследование будет опубликовано в Proceedings of the Royal Society B и размещено в сети сегодня.

Основные выводы и методология

Эксперименты ставили перед раками жёсткий выбор — между поиском следующего приёма пищи и риском самому стать пищей для кажущегося хищника. Принимая решение, они тщательно взвешивали риск нападения против ожидаемой награды.

Используя неинвазивный метод, позволяющий ракообразным свободно двигаться, исследователи предлагали молодым красным болотным ракам одновременную угрозу и награду: впереди был запах пищи, но также и кажущееся приближение хищника (тени). В некоторых случаях «хищник» двигался быстро, в других — медленно. Ставки повышались за счёт варьирования интенсивности запаха пищи.

Для быстрого побега раки используют резкий взмах хвостом и движение назад — действию предшествует сильный, измеримый электрический нейронный импульс. Специально разработанные резервуары могли бесконтактно улавливать и записывать эти сигналы, что позволило идентифицировать паттерны активации конкретных нейронов во время принятия решения.

Раки принимали решение за миллисекунды. При столкновении с очень быстрыми тенями они с гораздо большей вероятностью замирали, а не уплывали. Исследователи заключают, что при быстром хищнике стимул к отступлению невелик, так как побег маловероятен, и рак потеряет возможность поесть. Это также было верно при самом сильном запахе пищи, повышающем выгоду от нахождения рядом с наградой. Однако сильный стимул хищника мог перевесить привлекательный сигнал пищи, и в таких условиях раки решали уплыть.

«Наши результаты показывают, что когда относительные ценности побега и замирания меняются, раки соответствующим образом корректируют свой выбор, сохраняя адаптивный выбор действия», — заключает исследование. «Мы показали, что раки, подобно организмам более высокой сложности, интегрируют различные сенсорные стимулы в окружающей среде и выбирают поведенческий результат в соответствии с текущими значениями для каждого выбора».

Следующий шаг — идентификация конкретных клеточных и нейрохимических механизмов, участвующих в принятии решений раками, что более осуществимо у животного с меньшим количеством и доступными нейронами. Эти исследования уже ведутся.