Нейроны места и внутренний GPS: как мозг ориентируется в пространстве

Нейробиолог Нил Берджесс рассказывает, как мозг ориентируется в пространстве, какую роль в этой работе игают «нейроны места» и «нейроны решетки» и как «внутренний GPS» помогает нам строить не только карту местности, но и карту воспоминаний нашей жизни.

Как вы запоминаете, где именно припарковали машину? Почему вы уверены, что двигаетесь в нужном направлении? Какие механизмы помогают вам детально вспоминать события из своей жизни?

Вопрос, как устроена система, позволяющая мозгу ориентироваться в пространстве, волновал биологов и философов на протяжении многих лет. Это сподвигло в первой половине XX века психолога Эдварда Толмана предположить, что в нашем мозге существует некая «когнитивная карта» — спроецированная на нервные клетки местность, в которой перемещается субъект. Для своего времени это было весьма смелое предположение, которое не могло быть проверено технически. Однако исследоваания второй половины столетия сумели подтвердить догадки учёного: так, в 1971 году американский нейробиолог Джон О’Киф, изучающий крыс, открыл особые «нейроны места» — нейроны гиппокампа, отвечающие за запоминание разных мест и путей: они срабатывали в тот момент, когда крыса пробегала через определенный участок лабиринта (например, один нейрон — для развилки, другой — для поворота, третий — для тупика). Дальнейшие исследования подтвердили предположение, что в гиппокампе хранится множество нейронных карт, благодаря которым мы легко ориентируемся на знакомой местности. Так, в 2005 году супруги Эдвард Мозер и Мэй-Бритт Мозер из Института нейрофизиологии и Центра биологии памяти при Норвежском университете естественных наук и технологии сумели открыть ещё один вид нейронов, связанных с ориентацией в пространстве — grid-нейроны («нейроны решетки»), которые разбивают пространство на шестиугольники, создавая тем самым нечто вроде координатной сетки, в котрой мозг размещает своего носителя и все видимые объекты. За свои открытия О’Киф и Мозеры получили в 2014 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

В своём коротком выступлении на образовательной площадке TED нейробиолог Нил Берджесс, который занимается изучением нервных механизмов, отображающих пространство вокруг нас, и их связи с памятью и воображением, очень сжато и доступно рассказал об исследованиях в этой области: как работает пространственная память, какую роль в этой работе игают «нейроны места» и «нейроны решетки» и как решётчатая активность мозга помогает нам строить не только карту местности, но и карту воспоминаний нашей жизни.

«Как нейрон места понимает, где именно находится крыса или человек? Эти два нейрона показывают, что границы пространства очень важны. Нейрону сверху нравится реагировать на полпути от стен коробки, в которой находится крыса. Чем больше коробка, тем шире активное пространство нейрона. Нейрону снизу нравится реагировать поблизости от стены на юге. И если поместить ещё одну стену в коробку, нейрон реагирует оба раза при приближении животного к стене на юге. Поэтому можно предположить, что ощущение расстояний и направление границ вокруг, в огромных зданиях и т.д., особенно важно для гиппокампа. Нейроны на входе гиппокампа передают ему информацию, реагируя непосредственно на выявление границ или углов в направлении или на местности, которую исследует крыса или мышь».

Источник: Ted.com.

Обложка: Public-domain-image.com.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Обозреватель:

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: