Новое исследование, опубликованное 8 сентября 2026 года в журнале Communications Biology, раскрывает механизмы взаимодействия префронтальной коры, стриатума и гиппокампа в процессе обучения категоризации у крыс. Группа ученых под руководством Мэттью Б. Брошарда и Джона Х. Фримена провела эксперименты, в ходе которых регистрировалась активность медиальной префронтальной коры (mPFC), дорсомедиального стриатума (DMS) и дорсального гиппокампа (dHPC) у девяти крыс (включая трех самок) во время выполнения задачи по категоризации на основе правил. Результаты показали, что избирательность к категориям проявлялась рано в mPFC, тогда как в DMS и dHPC она усиливалась после обучения и достигала пика перед принятием решения крысами. Анализ линейной регрессии выявил наличие нейронов с избирательностью, связанной со стимулами, решениями и смешанной избирательностью во всех исследованных областях.
Перестройка нейронных сетей в процессе обучения
Исследование показало, что синхронность нейронных сетей претерпевает значительные изменения в процессе обучения. Анализ причинности по Грейнджеру, основанный на локальных потенциалах поля (LFP), выявил перестройку сетевой синхронности, связанную с обучением. Причинно-следственная связь тета-ритма (4-10 Гц) между DMS и mPFC была наиболее сильной на ранних этапах тренировки и направлена от DMS к mPFC. Причинно-следственная связь тета-ритма между mPFC и dHPC достигала пика на средних этапах тренировки и была направлена от mPFC к dHPC. Причинно-следственная связь тета-ритма между dHPC и DMS усиливалась на протяжении всего обучения и была направлена от dHPC к DMS. Причинно-следственная связь между mPFC и dHPC, а также между DMS и dHPC достигала пика перед принятием решения крысами.
Смена доминирующих цепей мозга
Полученные данные указывают на то, что на ранних этапах обучения активно задействовалась фронтально-стриарная цепь, в то время как на более поздних этапах обучения доминировала гиппокампально-стриарная цепь. Переход к гиппокампально-стриарной цепи, вероятно, опосредован нисходящим контролем со стороны mPFC. Эти результаты углубляют понимание того, как различные области мозга взаимодействуют и реконфигурируются для поддержки сложных когнитивных процессов, таких как категоризация.
