GPS-навигатор в мозге
Нейробиологи из Университета Джонса Хопкинса (Балтимор, США) описали, как мозг строит маршрутные карты перемещений.
В глубине височных долей мозга у человека и животных располагается гиппокамп – структура, которая отвечает много за что, в том числе за воспоминания и связанные с ними воображение и планирование. Давно замечено, что у пациентов с нарушениями работы гиппокампа расстраивается не только память, но и способность планировать. То есть наша способность вспоминать напрямую связана со способностью воображать нечто новое, используя предыдущий опыт и имеющиеся в памяти образы.
Еще в 1970-е годы были открыты отдельные клетки в гиппокампе (их называют нейронами места), которые возбуждаются, когда животное занимает определенное место в пространстве. Ученые предполагали, что по мере перемещения возбуждение переходит с одних клеток на другие, получается такая интерактивная карта, на которой загораются разные участки, как маршрут на GPS-навигаторе. Долгое время это было только догадкой, и ученые не понимали, как эта карта соотносится с памятью. В этой новой работе им удалось точно выяснить, что именно творится у крысы в голове, когда она планирует свой маршрут.
В эксперименте, поставленном нейробиологами из Университета Джонса Хопкинса, крыса перемещалась по открытому пространству площадью четыре квадратных метра, на котором были распределены 36 поилок – и только в одной из них грызуна ждал шоколадный напиток. В разные зоны гиппокампа крысы были вживлены тончайшие микроэлектроды, которые позволяли снимать данные об активности отдельных нейронов места. Каждый день расположение единственной поилки с напитком менялось, но в течение дня оно оставалось неизменным. Так что крысе приходилось в течение первых забегов выучить, где ее цель, и потом лишь подбегать к ней кратчайшим путем снова и снова, как только ее запускали на площадку.
Оказалось, что перед очередным забегом за шоколадом в мозге животного на сотую долю секунды загораются разные маршруты, и чем лучше крыса знакома с местностью, тем ближе все эти маршруты к кратчайшему пути до цели. Эти маршрутные карты или последовательные возбуждения нейронов показывают, как именно крыса сейчас побежит. Другими словами, когда мы вспоминаем, как добраться от ресторана до дома, где-то в глубине височных долей наш мозг просчитывает кратчайший маршрут, сопоставляя текущее положение с воспоминаниями о том, где стоит дом.
Сон для запоминания
В другом, не менее изящном эксперименте, ученые из Северо-Западного университета (США) на людях исследовали значение сна для запоминания. Для этого добровольцам некоторое время демонстрировали 72 разных предмета на экране компьютера, которые нужно было запомнить. Каждый предмет появлялся с цифрой, означающей, сколько денег получит испытуемый, если верно его запомнит. Кроме того, каждый предмет появлялся на экране под определенные звуки, например, чайник появлялся со свистом.
Затем следовал полуторачасовой отдых, во время которого одни участники спали, другие бодрствовали. В контрольной группе отдых происходил в тишине, в экспериментальной – тихонько проигрывались звуки, ассоциировавшиеся с “дешевыми” предметами, причем не со всеми, а только с половиной из дешевых.
Как и следовало ожидать, участники контрольной группы лучше запоминали более ценные предметы. А участники, которые во время отдыха слышали специфические звуки, исподволь напоминавшие о дешевых предметах, запоминали именно их. Причем если бодрствовавшие испытуемые хорошо запомнили только ту половину предметов, которая ассоциировалась с повторявшимися звуками, то спящие запомнили лучше весь сет дешевых предметов, в том числе и те, звуки которых не проигрывались.
Этот остроумный эксперимент не только наглядно иллюстрирует идею, что повторение – мать учения, но и значение сна для запоминания. В каком-то смысле сон может быть полезнее для запоминания, чем повторения во время бодрствования.
Нейробиологи из Университета Джонса Хопкинса (Балтимор, США) описали, как мозг строит маршрутные карты перемещений.
В глубине височных долей мозга у человека и животных располагается гиппокамп – структура, которая отвечает много за что, в том числе за воспоминания и связанные с ними воображение и планирование. Давно замечено, что у пациентов с нарушениями работы гиппокампа расстраивается не только память, но и способность планировать. То есть наша способность вспоминать напрямую связана со способностью воображать нечто новое, используя предыдущий опыт и имеющиеся в памяти образы.
Еще в 1970-е годы были открыты отдельные клетки в гиппокампе (их называют нейронами места), которые возбуждаются, когда животное занимает определенное место в пространстве. Ученые предполагали, что по мере перемещения возбуждение переходит с одних клеток на другие, получается такая интерактивная карта, на которой загораются разные участки, как маршрут на GPS-навигаторе. Долгое время это было только догадкой, и ученые не понимали, как эта карта соотносится с памятью. В этой новой работе им удалось точно выяснить, что именно творится у крысы в голове, когда она планирует свой маршрут.
В эксперименте, поставленном нейробиологами из Университета Джонса Хопкинса, крыса перемещалась по открытому пространству площадью четыре квадратных метра, на котором были распределены 36 поилок – и только в одной из них грызуна ждал шоколадный напиток. В разные зоны гиппокампа крысы были вживлены тончайшие микроэлектроды, которые позволяли снимать данные об активности отдельных нейронов места. Каждый день расположение единственной поилки с напитком менялось, но в течение дня оно оставалось неизменным. Так что крысе приходилось в течение первых забегов выучить, где ее цель, и потом лишь подбегать к ней кратчайшим путем снова и снова, как только ее запускали на площадку.
Оказалось, что перед очередным забегом за шоколадом в мозге животного на сотую долю секунды загораются разные маршруты, и чем лучше крыса знакома с местностью, тем ближе все эти маршруты к кратчайшему пути до цели. Эти маршрутные карты или последовательные возбуждения нейронов показывают, как именно крыса сейчас побежит. Другими словами, когда мы вспоминаем, как добраться от ресторана до дома, где-то в глубине височных долей наш мозг просчитывает кратчайший маршрут, сопоставляя текущее положение с воспоминаниями о том, где стоит дом.
Сон для запоминания
В другом, не менее изящном эксперименте, ученые из Северо-Западного университета (США) на людях исследовали значение сна для запоминания. Для этого добровольцам некоторое время демонстрировали 72 разных предмета на экране компьютера, которые нужно было запомнить. Каждый предмет появлялся с цифрой, означающей, сколько денег получит испытуемый, если верно его запомнит. Кроме того, каждый предмет появлялся на экране под определенные звуки, например, чайник появлялся со свистом.
Затем следовал полуторачасовой отдых, во время которого одни участники спали, другие бодрствовали. В контрольной группе отдых происходил в тишине, в экспериментальной – тихонько проигрывались звуки, ассоциировавшиеся с “дешевыми” предметами, причем не со всеми, а только с половиной из дешевых.
Как и следовало ожидать, участники контрольной группы лучше запоминали более ценные предметы. А участники, которые во время отдыха слышали специфические звуки, исподволь напоминавшие о дешевых предметах, запоминали именно их. Причем если бодрствовавшие испытуемые хорошо запомнили только ту половину предметов, которая ассоциировалась с повторявшимися звуками, то спящие запомнили лучше весь сет дешевых предметов, в том числе и те, звуки которых не проигрывались.
Этот остроумный эксперимент не только наглядно иллюстрирует идею, что повторение – мать учения, но и значение сна для запоминания. В каком-то смысле сон может быть полезнее для запоминания, чем повторения во время бодрствования.
