Nieznana poznawcza funkcja móżdżku - reagowanie na nagrodę

Komórki móżdżku reagują na nagrodę i uczą się ją przewidywać.

Naukowcy założyli, że móżdżek pomaga kontrolować mięśnie, bazując głównie na tym, co działo się po jego uszkodzeniu. Pierwszą rzeczą, jaką się widzi przy zaburzeniach móżdżku, jest problem z koordynacją motoryczną - opowiada prof. Liqun Luo z Uniwersytetu Stanforda.

Istniały co prawda wskazówki, że rola móżdżku jest bardziej rozbudowana, ale problemy natury technicznej sprawiły, że naukowcy nie podążali raczej ich śladem. O ile bowiem komórki ziarniste stanowią aż 80% neuronów w mózgu, o tyle odpowiadają za zaledwie 10% jego objętości. Przy takim zagęszczeniu tradycyjne metody zapisu aktywności zwyczajnie się nie sprawdzają. Bez skutecznego sposobu monitorowania aktywności komórek ziarnistych w czasie rzeczywistym akademicy dysponowali zaś niepełnym obrazem funkcji móżdżku.

Co ciekawe, dr Mark Wagner i Tony Kim wcale nie zamierzali odczarowywać roli móżdżku. Wykorzystując nową technikę zapisu komórek ziarnistych w czasie rzeczywistym - dwufotonowe obrazowanie wapnia - chcieli po prostu zbadać, jak kontroluje on mięśnie myszy.

By analizować kontrolę motoryczną, naukowcy musieli sprawić, by myszy się ruszały. W ramach eksperymentu gryzonie dostawały więc posłodzoną wodę mniej więcej sekundę po naciśnięciu małej dźwigni. Gdy zwierzęta wciskały dźwigienkę i dostawały nagrodę, Wagner utrwalał aktywność komórek ziarnistych. Spodziewał się, że ich aktywność będzie się odnosić do planowania i wykonywania ruchów łapy.

I do pewnego stopnia miał rację - niektóre komórki ziarniste rzeczywiście się wyładowywały, gdy zwierzęta się poruszały. Inne komórki ziarniste wyładowywały się jednak, gdy myszy czekały na słodką nagrodę. Obserwacja poboczna była taka, że one naprawdę reagują na nagrodę - podkreśla Luo.

Teraz, gdy wiadomo, że funkcje móżdżku nie są wcale takie podstawowe/proste, w badaniach otwiera się zupełnie nowa ścieżka. Zważywszy, że duża część neuronów rezyduje właśnie w móżdżku, poczyniono stosunkowo małe postępy w zakresie jego integracji w szerszą perspektywę tego, jak mózg rozwiązuje zadania. Za ten rozdźwięk odpowiadało w dużej mierze założenie, że móżdżek bierze udział wyłącznie w zadaniach motorycznych.

móżdżek nagroda przewidywanie nagrody wyładowania Mark Wagner Tony Kim Liqun Luo