Ученые из Медицинской школы Икана в Маунт-Синай, работающие в сотрудничестве с группой из Техасского университета в Эль-Пасо, разработали новую вычислительную структуру для понимания того, как область мозга, известная как полосатое тело, участвует в принимаемых нами повседневных решениях и, что важно, как это может влиять на нарушение процесса принятия решений у людей с психическими расстройствами, такими как посттравматическое стрессовое расстройство и расстройство, вызванное употреблением психоактивных веществ.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications , группа сообщила, что модуляция активности в стриосомном компартменте — нейрохимически дискретной области полосатого тела — может быть важной терапевтической стратегией для содействия более здоровому принятию решений у людей с психическими расстройствами.

«Хотя было установлено, что полосатое тело, несомненно, играет важную роль в принятии решений относительно затрат и выгод, точная роль стриосомного компартмента остаётся неясной», — говорит Ки Гусенс, доктор философии, доцент кафедры фармакологических наук и психиатрии в Медицинской школе Икана в Маунт-Синай и один из ведущих авторов исследования.

«Наша вычислительная модель решает эту проблему, создавая структуру, которая связывает уровни стриосомной активности с тем, какие факторы и сколько их мы учитываем при принятии решений о том или ином начинании. Впервые мы разработали модель, объясняющую, как стриосомные нейронные сети участвуют как в здоровом, так и в нарушенном принятии решений».

Известно, что полосатое тело играет важнейшую роль в человеческом мозге , координируя различные аспекты когнитивных процессов, включая принятие решений, управление движениями, мотивацию и восприятие вознаграждения. Оно дифференцировано на анатомически обособленные компартменты: стриосомы и матрикс, хотя функциональное значение организации стриосом и матрикса изучено недостаточно.

Благодаря созданию и развертыванию сложной модели, объединяющей биологию, теорию принятия решений, математическое моделирование и анализ больших данных, группа проливает свет на различия в регуляции нейронных функций в каждом из этих отделов.

Исследователи обнаружили, что информация из мозга о потенциально важных факторах, участвующих в принятии решений, поступает в стриосомы, и что стриосомы затем определяют, какие и сколько из этих факторов будут использованы для принятия решения.

В частности, они выяснили, что высокий уровень стриосомной активности способствует принятию «простых» решений, в которых отдельные факторы определяют, выберет ли человек вариант, несущий потенциальную выгоду или издержки. Однако чрезвычайно высокий уровень стриосомной активности может приводить к импульсивным решениям, принимаемым быстро и часто небрежно.

С другой стороны, исследование показало, что более низкие уровни стриосомной активности способствуют принятию «сложных» решений, в ходе которых учитываются множественные факторы, в то время как крайне низкие уровни могут привести к «аналитическому параличу», при котором решения принимаются с большой задержкой из-за того, что учитывается слишком много факторов, и нейронные цепи не могут настроиться на конфигурацию, благоприятствующую одному действию по сравнению с другим.

«Наша модель предлагает инновационный способ интерпретации нарушений в так называемом принятии решений по оценке затрат и выгод при психических расстройствах», — объясняет Александр Фридман, доктор философии, доцент кафедры биологических наук Техасского университета в Эль-Пасо и один из ведущих авторов исследования.

«Например, мы считаем, что такие расстройства, как посттравматическое стрессовое расстройство и злоупотребление психоактивными веществами, при которых часто встречается рискованное поведение, возникают из-за высокой активности стриосом, которая заставляет учитывать потенциальные выгоды, игнорируя потенциальные издержки. И наоборот, такие расстройства, как депрессия, при которых принятие повседневных решений часто сопряжено с трудностями, считаются следствием низкой активности стриосом, что приводит к необходимости учитывать слишком много факторов».

Вычислительный инструмент, созданный доктором Гусенсом и его командой, не только предлагает схему для объяснения причин нарушения повседневного принятия решений при психических расстройствах , но и подчёркивает необходимость понимания того, как изменяется активность стриосом при различных заболеваниях. Возможно, ещё более важным является предположение группы о том, что модуляция активности стриосом посредством терапевтического вмешательства может стать новым и эффективным подходом к лечению широкого спектра психических отклонений.

Исследование стало результатом совместных усилий Института мозга Фридмана, Центра трансляционной медицины и фармакологии, а также кафедр психиатрии и фармакологических наук в Маунт-Синай и Техасского университета в Эль-Пасо.