Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Top News

Pelajari sirkuit jejak di mana kontrol eksekutif mengatasi naluri – ScienceDaily


Saat mengendarai sepeda ke toko, Anda mungkin memiliki dua alasan yang sangat berbeda untuk menyetir: refleks lama yang biasa ketika Anda melewati sesuatu di jalur Anda, atau kendali eksekutif ketika Anda melihat rambu-rambu jalan yang menunjukkan rute yang benar. Sebuah studi baru oleh ahli saraf MIT menunjukkan bagaimana otak terhubung dengan melacak sirkuit tertentu yang terlibat dan pengaruhnya pada tindakan yang ditunjukkan secara visual.

Riset yang dipublikasikan di Komunikasi Alam, mendemonstrasikan pada tikus bahwa neuron di area anterior cingulate cortex (ACC) dari korteks prefrontal, wilayah di bagian depan otak yang terkait dengan pemahaman aturan dan rencana implementasi, memproyeksikan koneksi ke wilayah evolusioner yang lebih tua yang disebut superior colliculus (SC) . SC melaksanakan perintah dasar untuk gerakan refleksif dan reaktif. Temuan utama dari studi ini adalah bahwa tujuan koneksi ACC ke SC adalah untuk menggantikan SC ketika kontrol eksekutif diperlukan.

“ACC memberikan kontrol penghambatan pada struktur kuno ini,” kata penulis senior Mriganka Sur, Profesor Neuroscience Newton di Institut Picower untuk Pembelajaran dan Memori dan Departemen Ilmu Otak dan Kognitif di MIT. “Kontrol penghambatan ini adalah entitas dinamis yang bergantung pada tugas dan aturannya. Beginilah cara refleks dimodulasi oleh kontrol kortikal.”

Penulis utama Rafiq Huda, asisten profesor biologi sel dan ilmu saraf di Universitas Rutgers dan mantan postdoc di lab Sur, menambahkan bahwa dengan melihat sirkuit spesifik antara ACC dan SC dan korteks visual (VC), para peneliti dapat menyelesaikannya. ketidakpastian tentang bagaimana korteks mengatur daerah otak yang lebih mendasar selama pengambilan keputusan.

“Ada perdebatan yang sedang berlangsung tentang apa sebenarnya peran korteks dalam keputusan sensorimotor,” kata Huda. “Kami dapat memberikan beberapa jawaban dengan melihat tingkat jalur proyeksi ACC yang berbeda, yang tidak akan mungkin terjadi dengan melihat semua ACC sekaligus. Pekerjaan kami memberikan bukti untuk kemungkinan bahwa kontrol penghambatan struktur subkortikal seperti SC adalah prinsip pemersatu tentang bagaimana ACC, dan korteks prefrontal secara umum, memodulasi perilaku pengambilan keputusan. “

Perasaan dan putaran

Untuk membuat temuan mereka, tim pertama menelusuri sirkuit masuk dan keluar dari ACC dari VC dan SC, mengkonfirmasikan bahwa ACC berada dalam posisi utama untuk mengintegrasikan dan memproses informasi tentang apa yang dilihat tikus dan apa yang harus dilakukan. . Sepanjang penelitian mereka memilih untuk fokus pada struktur ini di sisi kiri otak.

Setelah menelusuri sirkuit ACC-SC dan ACC-VC sisi kiri ini, tim kemudian melatih tikus untuk memainkan video game yang membutuhkan sensasi (melihat isyarat di satu sisi layar atau sisi lainnya) dan aksi (memutar trackball untuk bergerak isyarat). Sekelompok tikus harus memindahkan isyarat ke dalam menuju pusat layar. Kelompok lain harus memindahkan isyarat ke luar menuju tepi layar. Dengan cara ini, isyarat dapat berada di kedua sisi secara visual dan kelompok tikus yang berbeda harus memindahkannya sesuai dengan aturan yang berbeda.

Saat tikus bekerja, para ilmuwan mengamati aktivitas neuron di berbagai wilayah untuk mempelajari bagaimana mereka merespons setiap tugas. Kemudian para peneliti memanipulasi aktivitas neuron menggunakan optogenetika, sebuah teknik di mana sel-sel direkayasa secara genetik agar dapat dikendalikan oleh kilatan cahaya. Manipulasi ini memungkinkan para ilmuwan untuk melihat bagaimana menghambat aktivitas saraf di dalam dan antar wilayah akan mengubah perilaku.

Dalam kondisi alami, SC akan mengarahkan gerakan kepala tikus secara refleks, misalnya berputar ke arah stimulus untuk memusatkannya. Tetapi para ilmuwan perlu menjaga kepala tetap diam untuk melakukan pengamatan, jadi mereka menemukan cara bagi tikus untuk mengarahkan stimulus di layar dengan cakar mereka pada trackball. Dalam makalah tersebut mereka menunjukkan bahwa kedua tindakan ini setara untuk tikus untuk memindahkan isyarat dalam bidang pandang mereka.

Secara optogenetik menonaktifkan sirkuit antara ACC dan VC di sisi kiri otak membuktikan bahwa koneksi ACC-VC penting bagi tikus untuk memproses isyarat di sisi kanan bidang pandang mereka. Hal ini juga berlaku untuk kedua grup, terlepas dari cara mana mereka seharusnya menggerakkan isyarat saat melihatnya.

Manipulasi yang melibatkan SC terbukti sangat menarik.

Dalam kelompok tikus yang melihat rangsangan di sebelah kanan dan seharusnya memindahkan isyarat ke dalam ke tengah layar, ketika para ilmuwan menonaktifkan neuron di dalam SC kiri, mereka menemukan bahwa tikus kesulitan dibandingkan dengan tikus yang tidak dimanipulasi. Dengan kata lain, dalam kondisi normal, SC kiri membantu menggerakkan stimulus dari sisi kanan ke tengah bidang pandang.

Ketika para ilmuwan malah menonaktifkan input dari ACC ke SC, tikus melakukan tugas dengan benar lebih sering daripada tikus yang tidak dimanipulasi. Ketika tikus yang sama melihat rangsangan di kiri dan harus memindahkannya ke dalam, mereka lebih sering melakukan kesalahan. Tugas input ACC, tampaknya, adalah untuk mengesampingkan kecenderungan SC. Ketika penimpaan itu dinonaktifkan, preferensi SC untuk memindahkan isyarat tangan kanan ke tengah tidak dicentang. Tetapi kemampuan mouse untuk menggerakkan rangsangan kiri ke tengah telah dirusak.

“Hasil tersebut menunjukkan bahwa jalur SC dan ACC-SC memfasilitasi tindakan yang berlawanan,” tulis para penulis. “Yang penting, temuan ini juga menunjukkan bahwa jalur ACC-SC melakukannya dengan memodulasi bias respons bawaan dari SC.”

Para ilmuwan juga menguji efek inaktivasi ACC-SC pada kelompok tikus kedua, yang tugasnya adalah menggerakkan isyarat ke luar. Di sana mereka melihat bahwa inaktivasi meningkatkan tanggapan yang salah pada percobaan isyarat benar. Hasil ini masuk akal dalam konteks aturan yang menggantikan refleks. Jika refleks yang tertanam di otak kiri SC adalah untuk membawa isyarat tangan kanan ke tengah bidang pandang (dengan memutar kepala ke kanan), maka hanya ACC-SC yang berfungsi dapat memaksanya untuk berhasil memindahkan isyarat lebih jauh ke kanan, dan karena itu lebih jauh ke pinggiran bidang pandang, ketika aturan tugas mengharuskannya.

Sur mengatakan temuan itu menekankan pentingnya korteks prefrontal (dalam hal ini, khususnya ACC) dalam memberikan mamalia dengan kecerdasan untuk mengikuti aturan daripada refleks, bila diperlukan. Ini juga menunjukkan bahwa defisit perkembangan atau cedera di ACC dapat berkontribusi pada gangguan kejiwaan.

“Memahami peran korteks prefrontal, atau bahkan segmen, sangat penting untuk memahami bagaimana kontrol eksekutif dapat dikembangkan, atau mungkin gagal berkembang, dalam kondisi disfungsi,” kata Sur.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online