Американские ученые из Медицинского института Говарда Хьюза показали, что у крыс есть пространственное воображение: они могут представлять, как сами двигаются по уже знакомому месту или передвигают в нем объекты. Чтобы выяснить это, ученые разработали специальный нейрокомпьютерный интерфейс, позволяющий исследовать активность гиппокампа крыс. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Гиппокамп — это часть лимбической системы мозга, которая, получая сигналы извне, обеспечивает адекватные реакции человека. Основная функция гиппокампа — кратковременная память, которая может консолидироваться, переходя в долговременную. Однако, помимо этого, гиппокамп ответственен за пространственные способности. Он позволяет нам запоминать внешнюю обстановку, которая будет определять дальнейшее поведение.
Американские ученые исследовали активность гиппокампа крыс, чтобы выяснить, обладают ли они пространственным воображением. Для этого они использовали нейрокомпьютерный интерфейс — систему, которая обеспечивает прямую связь между активностью нейронов и внешним устройством. В исследовании связь устанавливалась между активностью нейронов гиппокампа крыс и их положением на виртуальной арене. Чтобы обеспечить взаимодействие крыс с виртуальной реальностью, ученые помещали их на беговое колесо, а их движения по нему транслировались на виртуальную арену. Сначала, до проведения экспериментов, ученые оценивали активность гиппокампа крыс, когда они просто передвигались по виртуальной арене, достигали нужной цели и получали за это вознаграждение. Это также позволяло крысам запомнить обстановку.
Далее ученые отключали беговое колесо и оценивали только активность гиппокампа крыс, которая отражала их передвижение по арене в их воображении. Для этого проводилось два эксперимента. В первом крысы представляли, как будут передвигаться по виртуальной арене, чтобы получить награду. Во втором крысы представляли, как передвигают объект, пока сами были неподвижны. Оба этих задания люди выполняют регулярно: например, когда представляют, куда нужно идти в знакомом магазине, чтобы получить нужные продукты, или когда представляют, что нужно сделать, чтобы заварить чашку кофе. В результате экспериментов оказалось, что крысы тоже имеют пространственное воображение и способны справляться с этими задачами так же точно, как люди. При этом крысы способны думать о нужной местности на протяжении нескольких десятков секунд, что указывает на их способность концентрировать внимание на конкретной задаче.
Еще один результат исследования — то, что ученые показали, что нейрокомпьютерные интерфейсы можно использовать для исследования активности гиппокампа. Обычно такие системы используют для управления искусственными конечностями при параличе, а также для нейрореабилитации. Однако их также можно использовать для изучения активности разных участков мозга, а впоследствии могут быть изобретены и более продвинутые нейроимпланты.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
