Эксперименты с «телепортацией» крыс позволили понять, как переключаются воспоминания

Эксперименты с «телепортацией» крыс — мгновенным мнимым перемещением в другое окружение — помогли нейробиологам понять, как память переключается с одних воспоминаний на другие и выяснить

Эксперименты с «телепортацией» крыс — мгновенным мнимым перемещением в другое окружение — помогли нейробиологам понять, как память переключается с одних воспоминаний на другие и выяснить, что такое переключение занимает 125 миллисекунд.

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Мозг запоминает внешнюю обстановку путем формирования устойчивых цепей взаимодействия между нейронами. Эти цепи активируются всякий раз, когда в мозг попадают сигналы, сходные с теми, в присутствии которых эти цепочки впервые сформировались, что и является процессом припоминания.

Прежние работы показали, что представление о пространстве связано с комплексами нейронов CA3 и CA1, расположенными в гиппокампе — парной структуре мозге, расположенной в его височных отделах. Однако детали процесса переключения с одного воспоминания на другое при смене обстановки оставались неясными.

Карел Йежек и Мэй-Бритт Мозериз Норвежского университета науки и технологий и их коллеги провели серию экспериментов на крысах, чтобы понять, как точно происходит процесс припоминания окружающей обстановки и как мозг реагирует на ее смену.

Для этого они создали установку для «телепортации» крыс — специальную коробку, где путем смены освещения можно было мгновенно полностью поменять наблюдаемую картину.

«Мы перехитрили крыс. Конечно, они не телепортировались в другое место, но мы смогли заставить их поверить, что это происходит. Особые приметы коробки, благодаря которым крысы определяли, где они находятся, на самом деле „конструировались“ с помощью разных схем освещения. Мы могли щелчком переключателя изменить один набор характеристик места на другой», — поясняет Мозер.

Исследование активности мозга крыс с помощью вживленных электродов показало, что животные действительно поверили, что они перемещаются между двумя разными комнатами: переключение приводило к полной перестройке карты активности «нейронов места» в гиппокампе. При этом никакого среднего положения между ними не было — одновременно могла быть активной только одна карта.

Вместе с тем, ученые обнаружили короткий период колебаний между состояниями временной раздвоенности между ними — цепь, связанная с текущей и предыдущей обстановкой, которые некоторое время «конкурируют» друг с другом, прежде чем та, что соответствует ситуации, займет свое место.

Это колебание может продолжаться около 125 миллисекунд, что занимает примерно один цикл тета-ритма, одного из главных ритмов активности головного мозга.

По мнению ученых, этот период колебаний может служить средством для коррекции ошибок в присутствии слабых или двусмысленных внешних сигналов.

Ранее Мэй-Бритт Мозер и ее коллеги в ходе серии экспериментов смогли обнаружить в гиппокампе структуры, ответственные за восприятие пространства — группы «клеток места», «клеток направления» и «клеток координатной сетки».

Теперь им удалось выяснить, как происходит переключение между воспоминаниями, «записанными» с помощью этих структур.

«Мы еще только начинаем очерчивать контуры механизмов, которые создают мир наших мыслей», — говорит Мозер.