A döntéshozás mikéntje az idegtudomány egyik fontos kutatási területe. Tulajdonképpen minden akaratlagos cselekvés egy döntés következményeképp jön létre. Nem csak az életvezetés központi kérdései múlnak döntéseken, mint hogy melyik felsőoktatási intézményt válasszam, vagy hogyan kérjem meg a barátnőm kezét, hanem az olyan apróbb lépések is, mint hogy jobbra vagy balra induljak, vagy hogy olvassak vagy tévét nézzek inkább. A döntések idegrendszeri hátterének vizsgálata manapság egy jól meghatározott elméleti keretre épül, ám egy új vizsgálat eredményei kétségbe vonják az elmélet néhány feltevését.
Az idegrendszer lényege első közelítésben az, hogy összeszervezze a bonyolult szervezetek életműködéseit. Egy medúza például csak úgy képes a rakéta-elvnek megfelelően helyváltoztató mozgást végezni, hogy az idegrendszere lehetővé teszi a kalapjában lévő izmok egyidejű összehúzódását. Az idegrendszer második legfontosabb feladata, hogy rugalmassá tegye a viselkedést. Az idegrendszernek köszönhetően az összetett állatok képesek arra, hogy a környezet különféle ingereire eltérő módon reagáljanak. Ehhez arra van szükség, hogy a változatos viselkedéses repertoárból az állat kiválassza az adott helyzetnek leginkább megfelelő cselekvést, vagyis döntést hozzon arról, hogyan viselkedjen egy helyzetben.
Ezt a folyamatot a szakértők napjainkban a következőképpen képzelik el. Az idegrendszer bizonyos részei azzal foglalkoznak, hogy az állat körülményeit felmérjék. Ezek az érzékelőrendszerek, mint például a látórendszer. A látórendszernek köszönhetően az állat értesül róla, hogy a közelében két táplálékforrás is található. Mivel az állat belső állapotát feldolgozó érzékelőrendszerek szerint az állat éppen éhes, ezért minden bizonnyal meg fogja közelíteni valamelyik táplálékforrást, méghozzá a mozgatórendszerek segítségével, amelyek eljuttatják az állatot a választott táplálékforráshoz. Az összeköttetéseket tekintve az érzékelő- és mozgatórendszerek között helyezkedik el a döntéshozásért felelős egység.
Döntéshozás az idegtudományban
A döntéshozásért felelős idegrendszeri hálózatot a kutatók úgy igyekeznek megfigyelni, hogy megjelenésüket tekintve nagyon hasonló ingereket mutatnak be a kísérlet résztvevőinek, akik néhány nagyon hasonló cselekvéssel válaszolhatnak ezekre az ingerekre. Egy efféle feladat során az idegrendszeri aktivitásban jelentkező markáns különbségek elvileg a döntéshozásért felelős egységhez köthetők.
Egy klasszikus elrendezésben például a makákók egy kijelző középpontjára fókuszálnak, amin egy pontokból álló mintázat jelenik meg. A feladatot kieszelője után Glass-féle mintázat orientációs feladatnak nevezik. A pontok úgy helyezkednek el, hogy képzeletbeli vonalakat rajzolnak ki. A képzeletbeli vonalak többégének irányultsága határozza meg, hogy az adott mintázat esetében mi a helyes válasz. Ha például a vonalak döntő többsége 45 fokos szögben áll, akkor a kísérleti állatnak a képernyő jobb oldalára kell irányítania a tekintetét. Amennyiben sikerül helyesen jelezni a domináns irányt, akkor a kísérleti állat jutalmat, gyümölcslevet kap.

Ezt a kísérleti elrendezést alkalmazta a Kaliforniai Egyetem kutatócsoportja is egy új vizsgálatsorozatban. Az eddigi eredmények alapján úgy tűnt, hogy a döntéshozásban a fali lebeny agykérge játssza a központi szerepet, mivel ezen a területen az idegi aktivitás a döntéseknek megfelelően változik. Hasonló aktivitás jelenik meg azonban az agytörzsi felső ikertestnek (colliculus superior) nevezett szürkeállományi régióban is. Ezt azonban mellékes jelenségnek tartották a szakértők, mivel a felső ikertestnek jól ismert szerepe van a szemmozgások szabályozásában. Az ikertestben a döntésekkel összefüggésben kialakuló aktivitást tehát mellékterméknek tekintették, aminek nincs szerepe magában a döntéshozásban. Az amerikai kutatócsoport ezt a feltevést vizsgálta, azt figyelték meg, hogy milyen hatása van a felső ikertest befolyásolásának a döntéshozásra.
Az ikertestnek szerepe van a döntéshozásban
A kísérletek során két makákó végezte el a döntéshozási feladatokat, néhány esetben úgy, hogy a felső ikertest egyik felét egy vegyület (muscimol) befecskendezésével inaktiválták. Mint az agy szinte minden eleme, a felső ikertest is két félből álló, szimmetrikus egység. Az egyik oldali ikertest az ellenkező oldalra irányuló szemmozgásokat vezényli. Az ikertest inaktiválása azt eredményezte, hogy az állatok több próbán irányították a beavatkozással azonos oldalra a szemmozgást.
Ez az eredmény azonban önmagában többféleképp is magyarázható. A makákók talán nem tudták sikeresen feldolgozni a látótér érintett oldalán megjelenő ingereket, vagy esetleg az ellenoldalra irányuló mozgató parancsok kiadásával adódott valamiféle probléma. A kutatók ezért az említett üveg mintázatot használó döntési feladat mellett egy egyszerűbb feladatot is elvégeztettek a kísérleti állatokkal. Ebben a képernyő két oldalán egy piros és egy fehér korong jelent meg, az állatok pedig akkor kaptak jutalmat, ha a fehér korong helyére irányították a tekintetüket. Ezen a feladaton az injekció után is kifogástalanul teljesítettek a kísérleti állatok, így a kutatók szerint elvethető az érzékelés és a mozgás deficitjein alapuló magyarázat, tehát a felső ikertestnek valójában fontos szerepe van a döntéshozásban.

A matematikai modellek is az ikertestekre mutatnak
A vizsgálat további része a kísérletek eredményeire illesztett matematikai modellekre épült. A döntéshozás idegrendszeri hátterét leíró modellek szerint az érzékelés során folyamatosan halmozódnak fel a lehetséges akciókat támogató „érvek”. Például az pontokból álló mintázat megfigyelése során a képzeletbeli vonalak irányai fokozatosan növelik a nekik megfelelő szemmozgás melletti elköteleződés valószínűségét. Ahogy egyre több vonal orientációját dolgozza fel az állat vizuális rendszere, úgy egyre gyűlnek a két akciót támogató bizonyítékok, míg a „verseny” eldől az egyik irány javára, megszületik a döntés.
Ezek a modellek egyáltalán azért terjedtek el a döntéshozás idegtudományi vizsgálatában, mert a bizonyítékok felhalmozódásának megfelelő idegi aktivitást regisztráltak a kutatók például a fali lebenyben és a felső ikertestekben is. Ezeken a területeken az idegsejtek összegzett aktivitása a lehetséges döntések mellett szóló bizonyítékok arányának megfelelően alakul. A beadott vegyület hatására a felső ikertestben lecsökkent az aktivitás, ami a modellek szerint úgy értelmezhető, hogy a rendelkezésre álló bizonyítékokat kisebb súllyal vette figyelembe a kísérleti állat. A viselkedéses megfigyelések hátterében tehát a modellezésen alapuló eredmények szerint az áll, hogy a felső ikertest az egyes döntések mellett szóló bizonyítékok feldolgozását végzi. A beavatkozás hatására viszont az érintett oldalra irányuló szemmozgás mellett szóló bizonyítékokat kisebb súllyal vette figyelembe az ikertest, így lecsökkent az erre az oldalra irányuló döntések valószínűsége.
Ideje elengedni a régi elképzeléseket?
A vizsgálat tehát azt a meglepő eredményt hozta, hogy a felső ikertest fontos szereppel bír a döntéshozásban. Az ikertest gyógyszeres befolyásolásával olyan mértékben sikerült befolyásolni a kísérleti állatok viselkedését a döntéshozási feladatban, amire korábban még nem volt példa a szakirodalomban. A szakértők eddig a fali lebeny szerepét tartották fontosabbnak a döntéshozásban, azonban ennek a területnek a befolyásolása nem változtatja meg ilyen mértékben a kísérleti állatok döntéseit.
Az eredmények azt a klasszikus nézetet is megingatják, mely szerint a felső dombocskáknak csak mozgató funkciójuk van. A felső ikertestben kialakuló idegi aktivitás a közelmúlt más vizsgálatai szerint egy sor más kognitív funkcióval is korrelál. Ez egy alapvető problémához vezet, ami az idegtudomány egészét érinti. Az idegtudomány klasszikus megközelítése azt feltételezte, hogy a kognitív feldolgozás során a különböző funkciók jól elkülöníthetők lesznek az agy különböző területein. Ez az új eredmény azonban egy a sok közül, melyek arra mutatnak, hogy ezt a nézetet el kell engednünk, ha meg akarjuk érteni az agy működését.
Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2021/37. számában, az Agyi aktualitások rovatban jelent meg.