Ученые нашли у крыс нейронный "навигатор"

7 ноября 2015, 14:31
Цей матеріал також доступний українською
Нейрофизиологи из Бостонского университета выявили у крыс своего рода естественный "навигатор", который с помощью специальных клеток кодирует пройденную животным дистанцию и затраченное на ее преодоление время, создавая пространственно-временную схему в памяти и помогая ориентироваться в том или ином месте, не полагаясь на визуальные сигналы

Эту функцию выполняют grid-нейроны, расположенные в медиальной энторинальной коре головного мозга, передает N+1.

Эти нейроны реагируют на перемещение животного в пространстве, а пространственная карта их "срабатываний" представляет собой периодическую решетку с узлами в вершинах равносторонних треугольников. При этом grid-нейроны активируются даже в том случае, если какая-либо визуальная информация полностью отсутствует. Этот факт позволил бостонским ученым предположить, что возбуждение grid-нейронов может зависеть от пройденного животными расстояния и затраченного на это времени. Иными словами, grid-нейроны должны быть каким-то образом "настроены" на отслеживание этих переменных.

Видео дня

Пространственная карта активации отдельного grid-нейрона. Фото: Torkel Hafting
Пространственная карта активации отдельного grid-нейрона. Фото: Torkel Hafting Фото:

Четыре крысы поочередно помещались в лабиринт в форме цифры 8, который был оснащен движущейся дорожкой. Чтобы достичь цели – поилки с водой, крысам приходилось бежать с определенной скоростью и покрывать заданное расстояние. Оба параметра задавались противоположным направлению перемещения крысы движением ленты дорожки. Параллельно у грызунов с помощью вживленных электродов записывали активность 177 предварительно выявленных grid-нейронов. В качестве контрольной группы выступили 147 других нервных клеток, близко расположенных анатомически, но не являющихся grid-нейронами. Всего было проведено 136 беговых сессий длительностью от 14 до 20 секунд и со скоростью 30-49 см/с.

Выяснилось, что около 92% grid-нейронов реагируют электрическими импульсами (спайками) в определенные специфические моменты. Например, некоторые клетки активировались каждые восемь секунд независимо от скорости и пройденного расстояния. Другие клетки, наоборот, никак не реагировали на время, зато разряжались спайками после прохождения 400 см. Из всех изученных grid-нейронов 59% активировались либо на какие-то временные показатели, либо на покрытое расстояние. Еще 41% реагировал на комбинацию этих параметров.

По мнению ученых, это означает, что grid-нейроны обсчитывают пройденную дистанцию, время и интегрируют эти параметры исключительно на основе информации от мышц и связок движущегося грызуна, а также своего рода внутренних таймеров. При этом внешние зрительные или иные динамически меняющиеся сигналы не используются. Так как ключевыми для организации процессов памяти являются временные и пространственные измерения, то, grid-нейроны могут играть важнейшую роль в формировании непрерывного потока непосредственного опыта, задавая систему рамок и вех, создавая пространственные карты и определяя положение животного внутри них.

Ранее в Индонезии был открыт неизвестный доныне вид крысы с пятачком вместо носа.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X