Недавние эксперименты, проведенные специалистами Юго-Западного Техасского Университета дали интересные ответы на этот вопрос. Полученная информация оказалась не только новым дополнением фундаментальных исследований памяти, но и стала полезной в борьбе с болезнями, связанными с потерей памяти. В будущем это позволит минимизировать неприятные последствия черепно-мозговых травм или облегчить болезнь Альцгеймера.
Клетки времени
Около 10 лет назад ученые обнаружили своеобразные «клетки времени», играющие уникальную роль в процессе запоминания происходящих событий у живых существ. Их роль состоит в том, чтобы помогать мозгу корректно записывать порядок совершаемых действий в эпизодическую память.
Обнаружили их благодаря демонстрации группой нейронов характерного паттерна активности во время того, как животные запоминали определенные явления. Срабатывая в необходимой последовательности, клетки памяти заставляли мозг организовываться и работать более интенсивно, когда происходили новые события. При этом время срабатывания клеток контролировалось мозговыми волнами (фазовая прецессия), они же тета-колебания, а частота их составляла 5 Гц.
Навигационная система человека
После обнаружения клеток времени у крыс, исследователи принялись искать их у человека. Все опыты глобально делились на две части. В первой ученые работали над процессом запоминания и воспроизведения информации (слова, картинки и т.п.) в определенной последовательности. Вторая часть опытов была посвящена исследованию «клеток места» — это набор нейронов в гиппокампе, фиксирующих место происхождения событий.
Запоминание и воспроизведение
Специалисты выяснили, что в передней части гиппокампа человека происходят ровно те же возбуждения, что и у крыс. Отдельные клетки мозга запускались в определенное время при правильной последовательности воспоминания слов или картинок, показанных ранее. Именно они отвечают за правильный порядок воспроизведения полученной до этого информации. Также тесты подтвердили ранние предположения, что эта группа нейронов является своеобразным «клеем», позволяющим связать воспоминания из жизни, переведя их из краткосрочной в долговременную память.
Место встречи изменить нельзя
Вторая часть опытов посвящалась исследованию «клеток места» — этот набор нейронов в гиппокампе фиксирует место происхождения событий. Еще во время испытаний над крысами ученые выяснили, что нейроны кодируют места на пути движения животных. При последующем прохождении знакомого маршрута эти клетки активизировались ровно в том же порядке, в котором были закодированы мозгом ранее. Таким образом создается некий виртуальный проход, тоннель, пройти по которому животным было проще простого. Мини-последовательности, организуемые клетками места, создаются не менее 8–10 раз в секунду и позволяют мозгу прогнозировать происходящие друг за другом события или результаты действий. Все описанные механизмы полностью справедливы и для человека.
Прямая и обратная запись — залог верной навигации
Помимо прямой записи и воспроизведения событий, клетки места также способны активироваться и в обратном порядке, словно что-то включает перемотку назад. Простым примером является то, как мы возвращаемся немного назад по маршруту, когда заблудились, чтобы выбрать затем верную дорогу. Прямые и ретроспективные мини-последовательности, возникающие в гиппокампе, чередуются друг с другом в течение нескольких миллисекунд, и происходит это постоянно. Мозг переключается между прогнозированием будущих и анализом только-только произошедших событий.
Взаимодействие клеток времени и клеток места с постоянным переключением последних вперед-назад по сути и является навигационной системой человека. То есть наша система ориентации во времени и пространстве работает совсем иначе, нежели электронные навигационные системы. Мы можем прокладывать маршруты и двигаться в верном направлении только после изучения местности. А что самое интересное, передвигаемся мы действительно по виртуальной карте, созданной в голове, а наши органы чувств отвечают лишь за определение правильности движения по ней.
Это тоже интересно: