Результаты, опубликованные в журнале Neuroscience, проливают свет на то, как островная кора участвует в обработке сенсорной информации, чтобы воспринимать окружающую среду и управлять поведением, что было загадкой. Исследователи изучили активность передних островков островка для четырех задач по принятию решений различной сложности и обнаружили сильную положительную корреляцию между трудностями восприятия и активностью коры островка.
«Это исследование показало, что активность передних островков может предсказать, насколько хорошо воспринимается сенсорная информация или каков уровень сложности задачи восприятия», – сказал Мукеш Дхамала, доцент кафедры физики и астрономии штата Джорджия. «Это исследование важно, потому что передние островки вместе с двумя соседними структурами мозга составляют сеть значимости, и когда эта сеть нарушена, это влияет на способность переключаться между задачами и формировать связные мысли.
Нарушения в этой сети могут быть связаны с психическими заболеваниями, такими как шизофрения, деменция и аутизм, поэтому важно больше узнать о том, как эта область мозга должна функционировать."
Принятие перцептивных решений – это процесс, в котором сенсорная информация собирается и используется для влияния на наше поведение. Например, если человек за рулем и внезапно видит объект перед автомобилем, он или она должны решить, какие действия предпринять, например, замедлить движение или обойти объект.
В исследовании участвовали 33 человека с нормальным или исправленным зрением и нормальным неврологическим анамнезом. Они выполнили четыре задания, в которых исследователи манипулировали визуальными и аудиовизуальными стимулами, создавая различные степени сложности задания.
Поведенческие эксперименты проводились вне сканера МРТ, а соответствующая функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) проводилась внутри сканера. За пределами МРТ-сканера участников просили как можно быстрее и точнее указывать свои решения с помощью щелчков левой и правой кнопкой мыши для двух заданных стимулов. Внутри сканера МРТ их просили воспринимать предъявляемые стимулы, подождать, пока на экране появится вопросительный знак, а затем указать свой выбор, нажав клавишу ответа на кнопочном блоке.
Исследователи также измерили сигналы, зависящие от уровня кислорода в крови (жирный шрифт), и изучили роль передних островков в принятии простых и сложных решений.
Во всех четырех экспериментальных задачах исследователи обнаружили, что активность передних островков постоянно увеличивалась с увеличением сложности задачи.
Например, для восприятия мимики передние островки активировались значительно выше для размытых или «шумных» изображений по сравнению с четкими изображениями. Исследователи также обнаружили более высокую активность ЖЕЛТЫХ при выполнении сложных задач по сравнению с простыми задачами, а также то, что поведенческие характеристики участников изменились из-за неоднозначности сенсорной информации.
Во втором исследовании, недавно опубликованном в журнале NeuroImage, исследователи изучили субсекундное время активности правой островковой коры и влияние правой передней островковой части на две другие ключевые области мозга, левую переднюю островную часть и спинную переднюю поясную извилину.
Вместе эти три структуры мозга составляют сеть значимости, которая играет ключевую роль в принятии перцептивных решений.
«Это исследование показало, что передние островки играют важную роль в интеграции скудно доступной сенсорной информации на очень раннем этапе, примерно через 100 миллисекунд», – сказал Дхамала.
Исследование также показало, что структуры мозга в сети значимости взаимодействуют друг с другом с частотой 20 Гц. Электроэнцефалография использовалась для регистрации электрической активности мозга 26 неврологически здоровых добровольцев.