결정의 신경 과학 : 나는 머물러야합니까, 아니면 가야합니까?

University of Freiburg/Michael Veit
신호등을 탐사하는 쥐의이 사진은 운동 억제 (적색 등), 준비 (황색 등) 및 실행 (녹색 등)의 균형을 예술적으로 표현한 것입니다.
출처 : University of Freiburg / Michael Veit

국제 연구은 특정 행동을 중지, 시작 또는 준비하기위한 반응적이고 사전 결정을 내리는 데있어서 전두엽 피질 (PFC) 내의 5 개 하위 영역이 담당하는 특정 역할을 정확히 지적했습니다. 2017 년 2 월 연구 결과는 이번 주 Current Biology 저널에 게재되었습니다.

전두엽 피질 구동 행동의 하위 영역이 Stefanie Hardung에 의해 주도되었고 독일 Freiburg 대학의 동료들과 어떻게 진행되었는지에 대한 선구자적인 연구.

대뇌 피질의 전두엽에서 잘 알려진 뇌 영역 인 PFC는 오랫동안 자유 의지, 인간의 의지, 자발적인 움직임과 행동의 기획과 실행을 포함하는 집행 기능의 신경 생물학적 집으로 간주되어 왔습니다.

이전의 연구는 전두엽 피질에서 다른 뇌 영역으로의 시냅스 투영이 PFC가 운동 조절 및 신체 운동을 통해 의식적 결정을 내릴 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 지금까지 PFC 내의 다양한 하위 영역이 의사 결정 과정에서 수행하는 구체적인 역할은 여전히 ​​미스터리입니다.

Stefanie Hardung 외의 새로운 연구 PFC 내의 하위 영역의 기능에 대한 연구는 더 큰 뇌 영역을 더 작은 "마이크로 존"으로 분해함으로써 신경 과학의 성장 추세 중 일부입니다. 더 큰 뇌 영역 내의 특정 하위 영역의 기능을 정확하게 지적하면 더 세밀하게 다양한 심리적 장애를 치료하고 레이저로 집중된 치료법.

전두엽 피질의 하위 영역은 의사 결정 프로세스가 "유지"또는 "이동"하도록 유도합니다.

1982 년 "내가 머물러야 할까? 가야 할까?"라는 클래쉬는 Hardung의 최근 신경 과학 실험에 사용 된 실험실 쥐에서 관찰 된 것과 유사한 연결 억제 또는 자극에 기초한 의사 결정 및 후속 모터 제어가 필요한 간단한 질문을합니다. .

이 고전적인 노래에서 The Clash의 리드 싱어 인 Joe Strummer는 후속 모터 제어 행동 또는 장단점의 장단점을 비교하는 비용 편익 분석의 기초가되는 의사 결정 과정을 분명히합니다. Strummer는 노래한다 : "나가는 경우에 곤경이 올 것이다. 그리고 만약 내가 머물다면 그것은 두 배가 될 것입니다. 그러니 나와 함께 알려주세요. 이 우유 부단은 나를 괴롭 히고 있습니다. "(Joe Ely는 스페인어로"Tengo fl oo por los ojos. Me debo ir o quedarme. "라는 구절을 반복합니다.)

지금까지, "머물다"또는 "가는"결정에 영향을 미치는 전두엽 피질 내의 정확한 신경 기전과 하위 영역은 신경 과학자들에게는 파악하기 힘든 상태였다. 그러나, 새로운 독일 연구는 능동적이고 반응성 인 운동 조절 행동을 조절하는 PFC 내의 특정 하위 영역을 확인하기 위해 잘 훈련 된 형질 전환 쥐와 optogenetics를 사용했다.

Hardung과 ​​동료들은 최첨단 광 생성 기술을 사용하여 컨디셔닝 된 래트가 사전 행동 또는 반응 행동을 수행 할 때 빛의 섬광으로 PFC의 하위 영역에서 유 전적으로 변형 된 뇌 세포를 비활성화 할 수있었습니다. 신경 과학자들은 체계적으로 PFC의 하위 영역을 켜고 끄는 방식으로 5 개의 하위 영역 각각이 실험실 쥐의 의사 결정 과정에 미친 영향을 테스트 할 수있었습니다.

Optogenetics는 두뇌 지역을 켜고 끄는 비침 범성 방법입니다

Optogenetics는 연구원들이 완전히 기능을하는 두뇌 (즉, 비활성화 된 영역없이 작동하는)의 행동 결과를 특정 하위 영역이 비활성화 된 뇌에 비교할 수있게 해줍니다. 이 획기적인 기술을 통해 신경 과학자들은 모 놀리 식 뇌 영역을 마이크로 존으로 분해하고 하위 영역이 큰 프레임 워크에서 수행하는 특정 기능을 정확히 찾아 낼 수 있습니다.

이 연구의 개요에서 연구자들은 전두엽 피질 내에서 하위 영역의 역할을 정확하게 지적하는 것이 중요한 이유를 설명합니다.

"이 연구는이 두뇌 영역의 기능적 이질성에 대한 더 깊은 이해에 기여하며 따라서 신경 장애에 대한이 동물 모델의 PFC 관련 충동 조절 장애에 대한 의학 관련 연구를 이끌어 낼 수있다"고 말했다.

예상했던대로 PFC의 특정 하위 영역을 비활성화하면 실험실 쥐의 행동과 성능이 크게 달라졌습니다. 연구진은 뇌가 외부 자극에 반응하는지 여부는 자극 및 억제 신호에 의해 유도되는 PFC 내의 하위 영역 간의 균형에 크게 의존한다는 것을 발견했다.

연구진은 전두엽 피질 전체에서 외측 피질 (IL) 또는 안와 상 피질 (OFC)에 위치한 소구치의 비활성화가 실험용 쥐가 외부 신호에 반응하고 조절 된 행동을 중단하는 능력을 저해한다는 것을 발견했다. 반대로, PFC 내에서 발생하는이 줄다리기에서, prelimbic cortex (PL)의 비활성화는 실험실 쥐가 조화 된 행동을 수행하기 시작하는 조기 반응을 일으켰다.

주목할 것은, PFC의 모든 하위 영역이 활성화되고 손상되지 않았 으면, prelimbic cortex의 신경 세포 활동은 대다수 실험실 쥐의 조기 반응과 행동을 중단시켰다. 연구를 요약하는 성명서에서 Stefanie Hardung은 말했다.

"우리는 전두엽 피질의 이러한 영역을 신호등과 비교할 수 있습니다. PFC의 특정 하위 영역은 억제를 담당하는 반면, 다른 영역은 운동 준비 및 여기 처리를 담당합니다. 반응 정지는 동물이 외부 신호에 반응하여 멈추는 상황을 말합니다. 반면에 사전 차단은 주제의 내부 목표에 따라 발전합니다. "

연구자들은 연구 결과가 결국 주의력 결핍 과다 활동 장애 (ADHD) 또는 강박 장애 (OCD)와 같은 충동 조절 장애에 대한 새로운 접근법 및 치료법으로 이어질 수 있다고 낙관하고 있습니다.

프라이 부르크 대학교 (University of Freiburg)의이 흔적을 발견하고, 전두엽 피질 내의 다양한 하위 영역이 다른 뇌 영역과 협력하여 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 넓히려는 향후 연구를 계속 지켜봐주십시오.