Ученые обнаружили у крыс воображение
Для того, чтобы «залезть в голову крысам и узнать, что они думают», команде исследователей пришлось разработать новую систему, сочетающую виртуальную реальность и нейроинтерфейс. Выяснилось, что животные могут фантазировать и представлять места и вещи, которых не видят.
Люди постоянно витают в облаках: мы заранее думаем, что будет на ужин, и мечтаем, как проведем отпуск. Способность к воображению имеет основополагающее значение для запоминания событий прошлого и прогнозирования возможных сценариев будущего. Когда мы видим интересное место или с нами происходит незаурядное событие, в гиппокампе «загораются» определенные нейроны.
Гиппокамп — это отдел мозга, ответственный за ориентацию в пространстве и кратковременную память. В нем расположены так называемые нейроны места, помогающие нам запоминать окружение.
Как и у людей, у грызунов за пространственную память, позволяющую ориентироваться в мире, отвечает гиппокамп. Животные способны представлять удаленные места или предметы и таким образом произвольно активировать связанные с ними нейроны гиппокампа. К такому выводу пришли ученые из Института Говарда Хьюза.
Чтобы проверить, могут ли животные действительно контролировать активность гиппокампа, ученые поместили крыс в виртуальную реальность. Грызунам надо было пройти лабиринт и забрать награду — сахарную воду.
Крысы способны произвольно активировать нейроны места в гиппокампе
Фото: © freepik
Самой важной частью исследования стала разработка системы, которая смогла бы фиксировать решения животных, своего рода «детектор мыслей» в реальном времени. Для этого нужно было измерить нейронную активность и перевести ее в понятные значения. Тогда ученые обратились к мозго-машинному интерфейсу, который создает прямую связь между активностью мозга и внешним техническим устройством.
Крысы в двумерном виртуальном пространстве за сладкое награждение должны были достигать визуальных целей. В это время исследователи записывалиы активность их гиппокампа. Она спустя множество таких испытаний декодировалась: компьютер сопоставлял ее с положением животного на виртуальной арене каждые 100 миллисекунд. Далее беговую дорожку отключали от VR-системы, после чего грызуны могли перемещаться в ней, лишь контролируя активность своего гиппокампа с помощью нейроинтерфейса. Во время экспериментов удалось определить, что животные способны представить верную дорогу до нужного места.
В итоге ученые обнаружили, что крысы могут долго контролировать работу мозга точно так же, как это делают люди. Подход, использованный учеными, позволит в дальнейшем изучать ориентацию в пространстве у животных.
