בעולם המשתנה ללא הרף, בעלי חיים, כולל בני אדם, צריכים להסתגל במהירות לסביבתם וללמוד לקבל החלטות שמובילות לתוצאות הטובות ביותר. ברוב המקרים, סוג זה של למידה מתרחש באמצעות התנסות ישירה; כאשר עומדים בפני בחירה בין שני פריטים או אירועים מסוימים, בעלי חיים נוקטים בניסיון קודם הכולל את אותן אפשרויות. עם זאת, בעלי חיים עם מוח מפותח יותר, כגון קופי אדם וקופים, יכולים גם להסיק את התוצאה של החלטה המבוססת על ידע על מצבים דומים בעבר, גם כאשר הם לא חוו ישירות את האפשרויות הספציפיות הללו בעבר. לפיכך, תהליך קבלת ההחלטות כרוך לרוב באיזון בין אסטרטגיות התנהגותיות מבוססות ניסיון ומבוססות ידע.
אצל פרימטים, אזור הקורטקס האורביטו-פרונטלי (OFC) של המוח אחראי על פעולת האיזון הזו. זה לא רק משתתף ישירות בקבלת החלטות, אלא גם עוזר 'לעדכן' את הערכים הפנימיים שבהם משתמשים הפרימטים כדי לאמוד עד כמה אופציה טובה. יתרה מכך, נראה שה- OFC נחוץ להערכה נכונה של אפשרויות שאין לאדם ניסיון ישיר בהן. למרות הידע הזה, התפקידים המדויקים של ה-OFC בקבלת החלטות והאם תפקידים שונים מסתמכים על מסלולים עצביים נפרדים נותרו לא ברורים, כמו גם די קשים ללימוד.
למרבה המזל, כפי שדווח במאמר שפורסם ב תקשורת טבע באינטרנט ב-28 באוגוסט 2024, צוות מחקר מיפן הצליח לשפוך אור על הנושא הזה. תוך שימוש בגישה מתקדמת שפותחה בעבר על ידי הצוות, הם הפעילו וכיבו באופן סלקטיבי מסלולים נוירונים שונים שמקורם ב-OFC בקופים במהלך משימות התנהגותיות שעוצבו לאחרונה, וחשפו את הפונקציות העצמאיות שלהם. מחקר זה הובל על ידי Kei Oyama ועל ידי מנהיג הקבוצה Takafumi Minamimoto, שניהם מהמכונים הלאומיים למדע וטכנולוגיה קוונטית.
במשימות ההתנהגותיות ששימשו לניסויים, קופי מקוק נאלצו לבחור בין שתי תמונות שהוצגו בפניהם, וכמות קבועה מראש של מיץ ניתנה כפרס בהתאם לבחירה. עד מהרה, הקופים למדו לשייך תמונות לכמות המיץ שהם יקבלו. החוקרים היו משנים מעת לעת את סט התמונות המוצגות לבעלי החיים וגם הופכים את ערכי התגמול, מה שהופך את האפשרויות הגרועות ביותר להיות הטובות ביותר ולהיפך. בסך הכל, משימות אלו בדקו את יכולתם של קופים ללמוד מניסיון (דרך ניסוי וטעייה) ולהתמודד עם מצבים שהם הכירו (באמצעות הסקה מבוססת ידע).
כאשר קופים ביצעו את המשימות הללו, החוקרים השתמשו במתג כימי שהוכנס גנטית, הנקרא קולטן כימוגנטי, שיכול להפעיל ולכבות נוירונים של ה-OFC ביעילות לאחר מתן תרופה ספציפית. בהנחיית טומוגרפיה ממוחשבת, טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים והדמיית תהודה מגנטית, הצוות הצליח להעריך את ההשפעות של הזרקה מקומית של תרופה שהשתיקה זמנית מסלולים נוירונים שונים שמקורם ב-OFC.
על ידי התבוננות כיצד השתנו ביצועי הקופים, החוקרים יכלו לקבוע את הפונקציות של המסלולים הללו. הם מצאו שמסלול ה-OFC המתחבר לגרעין הקאודטי הכרחי להסתגלות מבוססת ניסיון, בעוד שמסלול ה-OFC המתחבר לתלמוס המדיודורסלי חשוב בהסתגלות מבוססת ידע.
מכיוון שמוחות הקופים דומים באופן מפתיע למבנה שלנו, ניתן להסיק מהממצאים מסקנות חשובות הרלוונטיות לבני אדם. "אחת ההשלכות העיקריות של העבודה שלנו היא שהיא יכולה לעזור להסביר מדוע אנשים ניגשים לאותו מצב בדרכים שונות. אנשים מסוימים עשויים להסתמך יותר על ניסוי וטעייה, בעוד שאחרים מעדיפים גישה שיטתית יותר המבוססת על ידע קודם," מהרהר מינאמימוטו. מוסיף עוד, הוא אומר, "ההבדלים הללו בסגנונות החשיבה, או 'דפוסי החשיבה', עשויים להיות קשורים לאופן שבו מוחו של כל אדם מפעיל את המעגלים הספציפיים הללו, והבנת הווריאציות הללו יכולה לעזור לנו לפתח אסטרטגיות מותאמות אישית לשיפור מיומנויות קבלת החלטות ופתרון בעיות עבור אלה שעלולים להיאבק עם סוג אחד מסוים של חשיבה."
כדי להוסיף על זה, הבנת התפקידים המדויקים של מבני המוח היא שימושית מאוד בעת חקירת נוירופתולוגיות והפרעות פסיכיאטריות. "הממצאים שלנו יכולים לתרום לטיפולים חדשים להפרעות נפשיות ונוירולוגיות כמו הפרעה טורדנית-קומפולסיבית, שבה חולים מתקשים להסתגל למצבים משתנים. על ידי מיקוד למעגלי המוח הספציפיים המעורבים בשתי האסטרטגיות הללו, ייתכן שנוכל ליצור טיפולים יעילים יותר שיעזרו לשחזר חשיבה מאוזנת", מעיר אויאמה. משתף את מחשבותיו המסכמות ואת היישום של מחקר זה בחיים האמיתיים, הוא אומר, "לבסוף, למחקר שלנו יש יישומים בבינה מלאכותית ורובוטיקה, שבהם הבנה זו של מעגלי מוח יכולה לעורר מערכות מתאימות יותר שעוברות בין שיטות שונות לפתרון בעיות בהתאם למצב."
בעוד שהמוח הוא ללא ספק אחת החידות הגדולות ביותר ביקום הידוע, מחקרים כמו זה הם קפיצת מדרגה לקראת תמונה ברורה יותר של איך הוא פועל מתחת למכסה המנוע, הן בראש שלנו והן של זו של אחינו החיות.
