Крысы помогли открыть новые секреты мышления и памяти
Процессы мышления, вызова воспоминаний и сны имеют больше общего на нейрофизиологическом уровне, чем принято считать. Об этом говорят Мэтью Уилсон (Matthew A. Wilson) и его коллеги из института исследований обучения и памяти Массачусетского технологического (Picower Institute for Learning and Memory), поставившие ряд новых опытов.
Уилсон продолжает свои интересные исследования механизма памяти у животных (косвенно раскрывающие секреты и нашего собственного мозга). Ранее он и его коллеги установили, что крысы вспоминают обучение задом наперёд и что грызунам буквально снятся зрелища прошедшего дня.
Теперь учёные решили сопоставить работу нейронов в мозге зверьков в разных случаях: когда те проходили новый лабиринт, преодолевали знакомый лабиринт и останавливались на полпути, вспоминая, куда нужно повернуть дальше, и когда крысы спали и им снилось прохождение всё того же лабиринта.
При помощи специальной аппаратуры Уилсон регистрировал активность отдельных нейронов в гиппокампе — отделе мозга, который, как считается, играет ключевую роль в процессах записи и последующего воспроизведения воспоминаний.
Когда животные пробегают по лабиринту, отдельные клетки, называемые "нейронами места", включаются в последовательности, специфической для того или иного участка пути. Так что, только глядя на эти последовательности, экспериментаторы могут сказать — в какой части лабиринта находится крыса.
Предыдущая работа Уилсона показала, что во время сна у крыс активируются точно те же нейронные последовательности, словно грызун вспоминает заученную "партию", мысленно пробегая по лабиринту вновь. Причём скорость такого воспроизведения бега в голове животного оказывается намного выше нормальной.
А в новых опытах исследователи установили следующий факт: когда крыса останавливается на перекрёстке, не зная, куда повернуть, она точно так же включает ускоренную перемотку воспоминаний лабиринта, причём как в прямом, так и в обратном порядке. Эти "записи", словно сон без сна, показывают в голове ранее усвоенную последовательность действий.
"Это некий аналог мышления для крысы, помогающий ей преодолевать препятствие", — поясняет Уилсон. "Данный процесс мышления очень похож на активизацию памяти, которую мы видим во время медленной фазы сна, состоящей из очереди сжатых временных последовательностей памяти, пробегающих за доли секунды. Таким образом, способность думать и видеть сны может оказаться одним и тем же механизмом включения памяти".
"Наше исследование объединяет понятия, относящиеся к мыслям, воспоминаниям и снам. Все они потенциально могут возникнуть из единого механизма, основанного на гиппокампе", — говорит соавтор эксперимента Фабиан Клустерман (Fabian Kloosterman). Стало быть, реальный опыт, который на самом деле длился десятки секунд или минуты, воспроизводится в мозге за доли секунды.
Сравнивая содержания моментов воспроизведения с фактическим расположением крыс в лабиринте и их поведением до и после включения воспоминаний, исследователи установили, что зверьки думали не только о своём недавнем опыте, но и о других вариантах вроде "Что, если я поверну и пойду обратно к началу?". Всё это предполагает, что одинаковые механизмы в мозге включаются и для того, чтобы вспомнить прошлое, и для того, чтобы подумать о будущих действиях.
