Какробентетт навигации Вайего мозга

浜у 涓 蹇

Наш мозок робить карти місцевості. Але де він тримає їх? Коли це оновлення? І як ми балансуємо чіткі вказівки на «прогулянку прямо двадцять кроків і повернути ліворуч» з ваговими почуттями, такими як «запам'ятати, я тут до того, як і подивився на цю смішну графіті на стіні»? Користь Журнал розповідає про відкриття навігаційної системи в мозку, для яких дослідники отримали Нобелівську премію в галузі фізіології або медицини.

Google Maps, потужний онлайн картографічний інструмент, що дає свою успішність до двох основних компонентів: GPS-система, яка визначає розташування об'єкта на Землі, а також «особистісні» карти, яка містить вичерпну інформацію про Вашому домі або улюбленому ресторані, де ви любите шукати після роботи для каштанів. Виявляється, що наша внутрішня навігаційна система працює так само. Ці висновки були досягнуті трьома науковцями, які отримали у цьому році Нобелівську премію в психології та медицині. Приз «за відкриття системи клітин в мозку, що дозволяє навігувати в космосі» був поділений Джоном О «Кефе, нейрофізіологом з Університету Лондона, а також дружинами нейрофізіологів травня-Бритет і Едвард Мозер з Норвезького університету природних і технічних наук. й

В 1971 році Джон О'Кефе відкрив спеціальні нейрони, "місні клітини", які допомагають тваринам визначити їх точну позицію в просторі. По-перше, Моссери, дискрипси та послідовники О’Кіфа виявили «рідкі клітини», необхідні для побудови правильної траєкторії. Перші дослідження проводилися на щурів, але незабаром обидва види клітин були знайдені в мозку ссавців, включаючи людей.

Така система спрямованості може також використовувати деякі абстрактні властивості або відчуття. Так координують нейрони не просто відгукуються на сенсорні сигнали (наприклад, запах землі, наприклад). Ми будуємо певну внутрішню координаційну систему, яка спільно з інформацією з різних датчиків, використовується шляхом розміщення нейронів для формування нашого почуття простору.

Подальше вивчення того, як мозок створює когнітивні карти, може призвести до нових відкриттів в нейрофізиці. «Чисте глибоке з’єднання пам’яті та простору», – розповідає Метью Вілсон, нейронауковий співробітник MIT. На додаток до функції внутрішнього GPS, координатно-розташувального нейронів може бути відповідальним за збереження наших спогадів.

Сенс простору

На території hippocampus було виявлено нейрони. Якщо це видалено, як у випадку відомого хворого Г.М., мозок втрачає свою здатність створювати нові спогади. Але відкриття О’Кефе продемонструвало, що hippocampus також відповідає за навігацію.

Кеф записав електричні імпульси в hippocampus щурів, які вільно рухаються в новому просторі. Він бачив, що ці нейрони були активовані в залежності від того, де тварина була. Змінюючи навколишнє середовище, O'Keefe показав, що щури не просто відповіли на сенсорні кулі, але мають більш складне відчуття простору.

У своїй 1978-й книзі Хіппокампу як когнітивна карта, Джон О. Кефе і його співавтор Лінн Надель повідомили, що ця просторова система, крім виконання базової функції, все ще організовує особисті спогади залежно від того, де відбувалися події. Наприклад, коли ви сидите на кухонному столі в будинку, де ви витратили свій дитинства, ви, ймовірно, пам'ятаєте улюблений яблучний пиріг з вашого останнього дня народження.

Через три десятиліття Моссери виявили систему клітин, які вчені вважали за собою просторову інформацію для розміщення нейронів. Вони розміщують датчики на деяких нейронах в енторині області кори щурів, які пов'язані з хіппокампусом, а потім залишають тварин, що знаходяться в клітку. За допомогою картографування ділянок, де в щурів були активовані певні нейрони, вчені виявили, що клітинний секс розщеплюється на кілька рівнокутних трикутників. Мапа виявилася настільки точною, що вчені спочатку підозрюють апаратну недостатність.

Одна з найцікавіших деталей цього відкриття полягає в тому, що координувати нейрони працюють навіть коли тварина знаходиться в повній темряві, без будь-яких візуальних відчуттів. Цей факт відображає внутрішню динаміку мозку, яка, в розумінні, не залежить від даних зовнішнього світу. Ось чому це таке феноменальне відкриття – це дає нам можливість зрозуміти, що відбувається зсередини, говорить Джим Кірім, нейронауковий університет Джонс Хопкінс в Балтіморі.

Дециферування мозку

Вчені все ще не знають, як мозок створює просторові карти або як вони використовуються в навігації. Але робота Кіфа і Мосова пояснює більше, ніж просто навігаційна система мозку — нейронауковці тепер можуть використовувати координацію клітин і розмістити нейронні дані для відповіді на безліч питань.

Наприклад, вчені хочуть дізнатися більше про те, як мозок перетворює інформацію про світ в електричні сигнали і як нові дані поєднуються з старою інформацією. «Якщо ми хочемо зрозуміти, як працює мозок, ми повинні знати, як дані з зони А перетворюються в дані для зони B», - сказав Кірім. Процес, за допомогою якого координаційні нейрони забезпечують інформацію для розміщення нейронів у hippocampus.

Учені також використовували властивості нейронів, щоб дізнатися більше про пам'ять. Після того, як щур проходить через мезу, активується послідовність певних нейронів місця. Коли щур засинає, це послідовність повторюється в мозку, які вчені вважають, що передача інформації від стегна до довгострокової пам'яті.

Більш нещодавні дослідження сну показують, що однакова послідовність буде грати в мозок щура, коли вона повертається в Мазе і має вибрати правильний шлях. «Ми знаємо, що щури можуть зробити час подорожі в своїх головах, і ми змогли зробити це через місце нейрони, – каже Девід Редіш, нейронауковий університет Міннесота в Міннеаполіс про те, як щури можуть пережити минулі події.

Багато дослідників вважають, що пам'ять і простір ще більш тісно пов'язані. У Стародавньої Греції спікери, щоб запам’ятати промову, ментально пов’язану кожному проходженні мови з деякими розділами дороги, що веде через місто. У самому серці таких мнемотехніків є те, що hippocampus кодує як просторову інформацію, так і автобіографічні спогади. «Виявляється, що простір – це хороший спосіб організації особистого досвіду», – підсумує Метью Вілсон.

Джерело: теоріяandpractice.ru