Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014 года стала неожиданной для всех прогнозистов и экспертов: престижную награду дали именно за обычную, «нормальную» физиологию.
Ее получили американец Джон О’Киф и его ученики, норвежские супруги Мей-Бритт и Эдвард Мозеры «за открытие клеток, составляющих систему позиционирования в головном мозге». C тех пор с лёгкой руки научных журналистов, эту систему нейронов в гиппокампе называют «GPS мозга».
Несколько лет назад работа ученых из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) во главе с профессором Майанком Мехтой позволила ответить на важный вопрос о том, как именно работает эта система и на что она ориентируется. А также поднять новую, весьма тревожную проблему. Опубликовано это исследование в 2016 году в престижном журнале Cell.
«Как работает система картирования в мозге? Я иду по комнате, и одни нейроны активируются, когда я у двери, а другие – когда я в центре комнаты. Все эти нейроны формируют пространственную карту в нашем мозге», — описывает работу биологического GPS Мехта.
Но откуда эта карта берется? Есть две гипотезы. Одна предполагает, что нейроны триангулируют расстояние относительно визуальных ориентиров. Правда, после опытов на крысах считалось, что нейронные ответы не зависят от того, какими ориентирами пользуется мозг. Система «триангуляции» от конкретных визуальных меток, наблюдавшаяся у приматов, у крыс ранее не наблюдалась. То есть он создает некие абстрактные представления о пространстве. Таким образом, получался некий парадокс (с одной стороны, конкретные ориентиры, с другой — абстрактное представление о пространстве, без «привязки к местности»). Другая гипотеза опиралась не на визуальные сигналы, а на вестибулярные. К примеру, мозг подсчитывает, сколько шагов пришлось сделать в том или ином направлении.
Однако исследования, проведенные Мехтой, показали, что все не так просто – и одновременно разрешили 45-летний парадокс. Для этого им пришлось создать очень сложную систему виртуальной реальности для крыс ценой в 1 миллион долларов (в ней была даже беговая дорожка для имитации прогулки по комнате).
Что оказалось в итоге? Во-первых, подсчёт шагов ни при чём. А во-вторых, для создания «дорожной карты», которая, к слову, создаётся «на лету», мозгу крысы требуются реальные и конкретные ориентиры. Оказалось, что во время «прогулки» по виртуальному пространству более половины нейронов «GPS гиппокампа» у крыс просто бездействует и никакая карта не строится.
По слова Мехты, последний факт особенно тревожен – ведь технологии виртуальной реальности всё больше входят в нашу жизнь. Он считает, что открытие, сделанное «на материале грызунов», справедливо для мозга человека.
Текст: Алексей Паевский