Tech

Zebrafish สร้างแผนที่อันตรายในสมองเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยง

การตัดสินใจที่เหมาะสมที่สุดตามอินพุตทางประสาทสัมผัสในปัจจุบันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสัตว์ การคาดคะเนเหล่านี้ช่วยให้พวกเขาหลบหนีไปสู่ความปลอดภัย บางครั้งการคาดคะเนไม่ตรงกับความเป็นจริงเนื่องจากข้อผิดพลาดในการทำนาย ข้อผิดพลาดในการคาดคะเนดังกล่าวทำให้เรารู้ว่าความคาดหวังของเราปิดอยู่ แบบจำลองภายในของสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดความคาดหวังเหล่านี้ เช่นเดียวกับมนุษย์ ปลาม้าลายมีแบบจำลองดังกล่าวในสมอง นักวิทยาศาสตร์จากศูนย์วิทยาศาสตร์สมอง RIKEN (CBS) และผู้ทำงานร่วมกันในญี่ปุ่นได้ค้นพบเซลล์ประสาทในสมองเฉพาะที่คอยติดตามว่าคำทำนายของปลานั้นเป็นจริงหรือไม่ เซลล์ประสาทเหล่านี้สร้างแผนที่อันตรายในสมองที่ช่วยให้หลีกเลี่ยงความเสี่ยงอย่างมีประสิทธิภาพและหลบหนีไปสู่ความปลอดภัย นักวิทยาศาสตร์ติดตามการทำงานของสมองที่เกี่ยวข้องกับการทำนายข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์เนื่องจากปลาม้าลายเรียนรู้ที่จะหลีกเลี่ยงอันตรายในตู้ปลา พวกเขาพบว่าปลาพยายามรักษาข้อผิดพลาดในการทำนายให้ต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการหลีกเลี่ยงความเสี่ยงเป็นพฤติกรรมที่อนุรักษ์ไว้โดยวิวัฒนาการ ผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้กระจ่างเกี่ยวกับวงจรสมองที่จำเป็นร่วมกันในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด รวมทั้งมนุษย์ เนื่องจากความโปร่งใสและขนาดของปลาม้าลายขนาดเล็ก นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถบันทึกกิจกรรมของสมองทั้งหมดได้ง่าย สำหรับการทดลองนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ตู้ปลาเสมือนจริงแบบใหม่สำหรับการถ่ายภาพสมองของปลาม้าลาย ในขณะที่ปลาเรียนรู้และนำทางผ่านสัญญาณเสมือนจริง ในการทดลอง ปลาเห็นตัวเลือกระหว่างโซนเสมือนจริงสีแดงหรือสีน้ำเงินขณะที่พวกมันว่ายและเรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงสีของโซนเสมือนจริงกับอันตรายหรือความปลอดภัย เมื่อปลาม้าลายเรียนรู้ที่จะหลีกเลี่ยงอันตรายในความเป็นจริงเสมือน การเปลี่ยนแปลงตามเวลาในการทำงานของสมองก็ถูกบันทึกไว้ ซึ่งนำไปสู่การค้นพบเซลล์ประสาทที่แสดงถึงข้อผิดพลาดในการทำนาย เซลล์ประสาทที่แอคทีฟที่แตกต่างกันเกิดขึ้นเมื่อปลาได้เรียนรู้ว่าการเลือกเส้นทางเสมือนผ่านสภาพแวดล้อมสีน้ำเงินทำให้เกิดอันตราย และการเลือกเส้นทางสีแดงหมายถึงความปลอดภัย เมื่อสีแดงกลายเป็นอันตรายแทนที่จะเป็นสีน้ำเงิน เซลล์ประสาทเหล่านี้ถูกพบว่าไม่ทำงาน สิ่งนี้บ่งชี้ว่าเซลล์ประสาทมีแนวโน้มที่จะเข้ารหัสกฎพฤติกรรม ไม่ใช่แค่สีที่ปลามองเห็น ในการเปลี่ยนแปลงอีกครั้งในพื้นที่เสมือนจริง ทิวทัศน์ก็เปลี่ยนไปเพื่อไม่ให้เปลี่ยนไปตามการเคลื่อนไหวของหางของปลา ตัวอย่างเช่น การพยายามว่ายไปข้างหน้าโดยพลิกหางไม่ได้ทำให้มุมมองลดลงตามที่คาดไว้ การปรับเปลี่ยนเหล่านี้เผยให้เห็นกลุ่มของเซลล์ประสาทที่เปิดใช้งานเฉพาะเมื่อการกระทำที่ปลาคิดว่าจะช่วยให้พวกเขาไปถึงความปลอดภัยไม่ได้ผลลัพธ์ที่คาดหวัง ผู้เขียนนำ Makio Torigoe กล่าวว่า “เราคิดว่าประชากรของเซลล์ประสาทกำลังเข้ารหัสข้อผิดพลาดในการทำนายในสมอง เปรียบเทียบมุมมองที่แท้จริงของสภาพแวดล้อมกับมุมมองที่คาดการณ์ไว้ซึ่งพวกเขาได้เรียนรู้จะทำให้พวกเขาปลอดภัยหากประพฤติในทางใดทางหนึ่ง ” การอ้างอิงวารสาร: Zebrafish ที่สามารถสร้างข้อผิดพลาดในการทำนายสถานะในอนาคตแสดงพฤติกรรมการหลีกเลี่ยงที่ดีขึ้นในความเป็นจริงเสมือน Nature Communications (2021) ดอย: 10.1038/s41467-021-26010-7

Back to top button