Перемещения животного по пространству «откладываются» в его гиппокампе, создавая нечто вроде карты местности. Хотя такая «карта» может достигать исключительной точности, остается непонятно, какая именно тонкая настройка нейронов гиппокампа позволяет им хранить данные о местности.
Авторы нового исследования, опубликованного в Nature, на примере летучих мышей, которые успешно воспроизводят полет на одной и той же местности, показали, что нейронный «код гиппокампа», хранящий информацию об обстановке, очень стабилен и не реагирует на такие изменения в окружающей среде, как освещенность.
Египетская летучая собака (Rousettus aegyptiacus) из отряда рукокрылых отличается исключительно точной пространственной памятью. Представители этого вида летают по одним и тем же маршрутам из ночи в ночь, что заставляет задуматься о наличии в их мозге некой нейронной «карты местности», которая позволяет животным раз за разом проходить один и тот же путь. Предыдущие электрофизиологические эксперименты показали, что порядок активации нейронов в гиппокампе летучих мышей остается постоянным на протяжении дней и недель, поэтому ученые ввели понятие «кода гиппокампа» для обозначения карты пространства, которая формируется в мозге рукокрылых на «языке» активации нейронов гиппокампа.
Интересно, что аналогичные эксперименты на мышах показали, что их «код гиппокампа» куда более динамичен и легко меняется. Что же представляет собой загадочный «код гиппокампа» рукокрылых и на чем основана его исключительная стабильность?
Авторы работы следили за активностью нейронов зоны CA1 гиппокампа у египетских летучих собак с помощью миниатюрных беспроводных микроскопов. Кроме того, в этих нейронах экспрессировались (то есть производились) флуоресцентные индикаторы кальция, поэтому ученые могли наблюдать и за активностью кальциевых токов в гиппокампе летучих собак, которые летели на охоту привычным маршрутом.
Наблюдения проводились несколько дней. Сначала исследователи подтвердили результаты предыдущих работ: они показали, что, действительно, при полете активность каждого нейрона строго настроена. Кроме того, нейроны демонстрируют пространственную специфичность, и перекрывающиеся индивидуальные «карты» каждого нейрона, накладываясь друг на друга, формировали единую карту пространства.
Настройки под пространство у нейронов оказались чрезвычайно стабильными и не менялись на протяжении дней. Более того, не менялись они и под действием измененных сигналов от органов чувств. Даже изменение освещенности не оказало влияния на «код гиппокампа».
Авторы заключают, что у млекопитающих, по крайней мере, у некоторых, в гиппокампе формируется особый «код», соответствующий знакомой обстановке и позволяющий без особого напряжения перемещаться привычной дорогой.
Текст: Елизавета Минина