Новаторское исследование из Японии тщательно картирует сложные нейронные пути мозга, проливая свет на то, как определенные регионы работают вместе, чтобы контролировать импульсивные действия. Используя передовые методы нейровизуализации и неинвазивной стимуляции мозга, исследователи раскрывают механизмы, которые позволяют нам останавливать нежелательные действия.

Эти открытия расширяют наше понимание человеческого познания и открывают новые возможности лечения психических расстройств и других расстройств контроля над импульсами, прокладывая путь инновационным терапевтическим подходам.

За долю секунды, необходимую для того, чтобы увидеть знак «Стоп» и отреагировать на него, наш мозг управляет сложным процессом, который плавно переходит от восприятия к контролю действий. Эта способность останавливать или тормозить действия, известная как торможение реакции , является основополагающей для человеческого познания. Она играет ключевую роль в принятии решений и самоконтроле , позволяя нам подавлять импульсивное или ненадлежащее поведение.

Понимание механизмов, лежащих в основе этого процесса, необходимо для понимания того, как мы управляем своими мыслями и действиями, а также для лечения расстройств импульсивного контроля, таких как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и наркозависимости в будущем.

Исследователи из Университета Дзюнтендо исследовали нейронные сети , лежащие в основе торможения, в своем исследовании, опубликованном в Nature Communications 3 декабря 2024 года. Они сосредоточились на том, как обрабатывается визуальная информация и приводит к контролю действий. Они исследовали последовательный поток информации, начинающийся с первичной зрительной коры , через ключевые области мозга, достигая кульминации в моторной коре для остановки действий.

Ведущий исследователь доктор Такахиро Осада объясняет: «В этом исследовании использовались МРТ и стимуляция мозга для картирования макроскопических мозговых цепей, отвечающих за остановку неадекватных действий или торможение реакции. Мы специально изучали, как визуальная информация проходит через мозг, чтобы мы могли быстро останавливать действия, когда это необходимо».

Для этого 50 участников выполнили задание со стоп-сигналом — ключевой тест для оценки торможения реакции — при этом активность их мозга отслеживалась с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Исследователи применили транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) и транскраниальную ультразвуковую стимуляцию (ТУС) к ключевым областям мозга, включая переднюю островковую кору и нижнюю лобную кору (НФК), чтобы изучить их специфическую роль в торможении. Кроме того, диффузионная МРТ использовалась для картирования структурных связей между этими областями, что дало полное представление о том, как различные части мозга взаимодействуют для регулирования торможения.

Результаты исследования выявили четырехэтапный нейронный путь, участвующий в торможении реакции: визуальная обработка в первичной зрительной коре, сенсорная интеграция в передней островковой коре, контроль действий в IFC и выполнение торможения в базальных ганглиях и двигательной коре.

Доктор Сейки Кониси утверждает: «Мы обнаружили, что передняя островковая кора напрямую влияет на функцию IFC. Используя TUS для устойчивого подавления передней островковой коры, а затем применяя TMS к IFC, мы заметили, что эффект вмешательства TMS был устранен. Это демонстрирует причинно-следственную связь между этими областями в потоке информации, необходимом для прекращения действий».

Доктор Осада говорит: «Это исследование прокладывает путь для целевых терапевтических и реабилитационных стратегий для таких состояний, как СДВГ, обсессивно-компульсивное расстройство и расстройства контроля импульсов. Понимая конкретные нейронные пути, участвующие в ингибирующем контроле, мы сможем разработать неинвазивные методы стимуляции мозга для восстановления правильного функционирования в этих нейронных цепях».

«Более того, понимание того, как мозг обрабатывает тормозной контроль, может вдохновить на разработку новых моделей искусственного интеллекта (ИИ), которые имитируют эти пути, что потенциально приведет к созданию усовершенствованных систем, способных принимать более обоснованные решения путем эффективного контроля или подавления действий на основе сигналов окружающей среды».

В целом, это мультимодальное исследование значительно расширяет наше понимание нейронных механизмов, лежащих в основе ингибиторного контроля, и подчеркивает необходимость дальнейшего изучения. Будущие исследования могут изучить дополнительные области мозга, участвующие в торможении, и их клиническое применение, что приведет к более эффективным вмешательствам при расстройствах импульсного контроля и достижениям в технологии ИИ.

Подводя итог, можно сказать, что это исследование представляет собой существенный прогресс в понимании когнитивного контроля и регуляции импульсов, отражая критическую важность торможения реакции в нашей повседневной жизни. Прокладывая путь для инновационных терапевтических подходов, оно дает надежду на трансформацию лечения расстройств контроля импульсов , улучшая благополучие тех, кто ими страдает.