Wahlen im Gehirn

Wenn Sie in den USA leben und in den letzten Monaten nicht in einer Höhle verbarrikadiert worden sind, wurden Sie mit politischen Anzeigen überschwemmt und reden von Abstimmung, Abstimmung, Anhörungen und wie die Welt enden wird, wenn Kandidat X gewählt wird. Vielleicht fragen Sie sich, ob unsere chaotische (wenn auch unterhaltsame) Herangehensweise an kollektive Entscheidungen der beste Weg ist, dies zu tun. Vielleicht fragen Sie sich, ob Geld und Werbung den Prozess verzerren.

Sie können sich auch fragen, was in Ihrem eigenen Gehirn passiert, wenn Sie Entscheidungen treffen. In gewisser Weise ist dieser Prozess analog zu US-Vorwahlen und Wahlen.

Die Wähler in unserem Gehirn sind Nervenzellen oder Neuronen. Jedes Neuron stimmt ab, indem es entweder ein Aktionspotential (auch Spike genannt) zu einem bestimmten Zeitpunkt abfeuert oder still bleibt. Ein Spike ist ein kurzes elektrisches Signal, das an eine Gruppe von Neuronen auf seiner individuellen Empfängerliste übermittelt wird. Jedes Neuron addiert zu jedem Zeitpunkt Stimmen von seinen eigenen Eingangsneuronen, um zu entscheiden, ob es Spikes geben soll oder nicht. Letztendlich wird das Verhalten (Bewegung) durch die Spitzen einer Untergruppe von Neuronen, den Motoneuronen, die mit Muskeln verbunden sind und diese zusammenziehen verursacht.

In vielen Fällen bestimmt eine große Anzahl von Gehirnneuronen kollektiv Ihren nächsten Zug, indem Sie wählen. Zum Beispiel, während Sie dies lesen, springen Ihre Augen von einem Punkt zum anderen auf dem Bildschirm. Diese Augenbewegungen werden Sakkaden genannt.

Sakkaden werden durch Neuronen im Mittelhirn ausgelöst, die in einer Karte des Bewegungsraums angeordnet sind, wobei Neuronen in jedem Teil der Karte Sakkaden mit einem bestimmten Winkel und Abstand auslösen. Wenn Sie vorübergehend verhindern, dass die Neuronen in einer Unterregion abstimmen (Wählerunterdrückung?), Indem Sie sie anästhesieren, dann verschiebt sich die Sakkade vorhersagbar in Winkel und / oder Entfernung, zumindest bei Affen. In Ermangelung einer Wählerunterdrückung bestimmen die Stimmen der gesamten Gruppe von Neuronen im Mittelhirn kollektiv, wo sich Ihre Augen bewegen, durch etwas wie eine reine Demokratie.

Nicht alle Neuronen stimmen jedoch gleich. Manche sind gleicher als andere. Wenn ein Neuron mehr Spitzen pro Sekunde erzeugt, wählt es häufiger. (Ich komme aus Chicago, wo es eine Geschichte dieser Art von Dingen gibt ….) Schnellzündende Neuronen beeinflussen das Verhaltensergebnis mehr als Neuronen in der relativ stillen Mehrheit. Dies hat auch ein Gegenstück in der US-Politik: Diejenigen, die lauter sprechen können (oder für mehr Werbung bezahlen), beeinflussen eher die Empfänger von Nachrichten. Dies kann auch wichtig sein für die Art von Caucus (wie Demokraten in Iowa halten), in denen Mitglieder von Kandidatengruppen, die zu klein sind, um zu zählen, dazu gebracht werden, zu einer anderen Gruppe zu wechseln.

Wenn Sie in der Mittelhirn-Karte der Sakkaden zwei verschiedene Untergruppen von Neuronen aktivieren, könnten Sie tatsächlich eine Sakkade auslösen, die zwischen den beiden stimulierten Sakkaden in Winkel und Entfernung liegt. Nennen Sie es einen Kompromiss. (Sie erinnern sich, was das ist, oder?) Bei einigen Verhaltensweisen verwenden wir (oder zumindest Affen) jedoch eine andere Art von Wahl, genannt Gewinner-alles nehmen, in der konkurrierende Gruppen von Neuronen es tun, um das Verhalten zu bestimmen Ergebnis. Dies geschieht, wenn wir versuchen, die Bewegungsrichtung leicht bewegter Objekte, die wir sehen, zu beurteilen. Wenn Sie zwei Bereiche in dem Teil des Gehirns stimulieren, der diese visuelle Wahrnehmung steuert, lösen Sie normalerweise eine Bewegung oder die andere Wahrnehmung aus, nicht einen Kompromiss zwischen ihnen. Dieser Prozess ist vergleichbar mit der Art und Weise, wie die meisten US-Staaten Delegierte in den Vorwahlen auszeichnen.

Quelle: Rakesh Kumar Banote, Doktorand, Institut für Neurowissenschaften und Physiologie, Universität Göteborg; mit Erlaubnis verwendet

Nicht alle Entscheidungen im Gehirn sind demokratisch. In manchen Fällen gibt ein einzelnes Neuron den Ton an, wie ein Diktator. Neuronen wie diese heißen Befehlsneuronen. Möglicherweise gibt es keine Befehlsneurone im menschlichen Gehirn (obwohl es fast unmöglich ist, dies sicher zu wissen), aber sie existieren sicherlich in vielen wirbellosen Tieren. Es gibt mindestens ein Beispiel bei Wirbeltieren.

Fische und Amphibien haben auf jeder Seite ein großes Neuron, die Mauthner-Zelle (das Paar großer roter Zellen auf dem Foto). Ein einzelner Stachel in einer Mauthner-Zelle löst eine ganze Fluchtbewegung aus, in der sich das Tier schnell von Gefahr abwendet und schwimmt. Wenn dieses Neuron spricht, reagiert der ganze Körper. Weil es so groß ist (besonders sein Axon, das wie ein langer Draht vom Gehirn bis zum Rückenmark verläuft), kann es sehr schnell seinen Befehl senden, was wichtig ist, wenn Sie vermeiden wollen, gefressen zu werden.

Aber wenn das Mauthner-Neuron getötet wird, übernimmt sofort eine kleine Gruppe anderer (großer, aber nicht riesiger) Neuronen (die kleineren roten Neuronen auf dem Foto) eine Art Oligarchie, die für den Fall, dass der Diktator ermordet wird, in den Startlöchern steht . Befehlsneuronen und neuronale Oligarchien können auch zusammenwirken, um Bewegungen zu kontrollieren. Es ist wahrscheinlich die Regel, nicht die Ausnahme, dass mehrere Formen der Entscheidungsfindung gleichzeitig auftreten, um viele unserer Verhaltensweisen zu kontrollieren.

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