В рамках исследования четыре пациента, которые прошли операцию по глубокой стимуляции мозга для лечения болезни Паркинсона, участвовали в игре «бери или уходи». Им приходилось принимать или отклонять предложения для дележа суммы в $20, которые могли поступать как от реальных людей, так и от компьютера. Например, один игрок мог предложить оставить себе $16, а пациент получил бы оставшиеся $4. В случае отклонения предложения участники ничего не получали. По словам ученых, когда люди знают, что играют против компьютера, они принимают рациональное решение и выбирают меньшую награду. Но когда они играют против другого человека, их решения могут искажаться под влиянием социального контекста.

Участникам были имплантированы электроды из углеродного волокна. С помощью этих электродов и сбора данных из системы здравоохранения Mount Sinai ученые смогли измерить электрохимические сигналы, связанные с дофамином и серотонином, в мозге пациентов. Они использовали методы машинного обучения для анализа и интерпретации этих сигналов. Исследование позволило ученым увидеть динамику дофамина и серотонина и изучить их связь с когнитивными способностями и поведением человека.

Команда впервые показала, что социальный контекст, влияющий на принятие решений людьми, может быть результатом взаимодействия дофамина и серотонина. Дофамин активно отслеживает и реагирует на лучшее или худшее предложение по сравнению с предыдущим. С другой стороны, серотонин, по-видимому, фокусируется только на текущей ценности конкретного предложения, что предполагает более «эгоистичную» оценку. Причем уровень дофамина выше, когда люди взаимодействуют с другим человеком, а не с компьютером. Иными словами, когда в игре присутствует аспект справедливости.

Исследование имеет потенциальное значение для борьбы с болезнью Паркинсона. У пациентов, страдающих от этого заболевания, наблюдается значительная потеря нейронов, которые продуцируют дофамин, в стволе мозга. Эта потеря негативно влияет на полосатое тело — область мозга, тесно связанную с дофамином. С уменьшением уровня дофамина активируются серотониновые окончания нейронов, проявляя сложное взаимодействие, которое было показано на экспериментах с грызунами.

Уже есть доказательства, что истощение дофаминовой системы оказывает влияние на серотониновую систему. Однако до сих пор не было возможности наблюдать динамику этого взаимодействия. Исследователи надеются, что по мере прогресса и привлечения большего числа пациентов, они смогут установить связь между этой динамикой и симптомами болезни Паркинсона.

Эти открытия также могут дать новые инструменты для изучения других заболеваний головного мозга.