Всё сочувствие, на которое мы решились
 

Ученые обнаружили «вращение» воспоминаний

Мозг «разворачивает» нейронные паттерны прошлого опыта, чтобы отличать их от переживаний настоящего.

Ученые обнаружили «вращение» воспоминаний

Бодрствующий мозг непрерывно воспринимает новую информацию и обращается к воспоминаниям о прошлом опыте. При этом память — по крайней мере, кратковременная — сохраняется в тех же сенсорных областях, которые обрабатывают входящие сигналы. Поэтому мозгу исключительно важно отделять одно от другого, чтобы прошлые переживания не нарушали текущие восприятия. Устройство этого механизма описывается в новой статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

Тимоти Бахман (Timothy Buschman) и Александра Либби (Alexandra Libby) из Принстонского университета проводили эксперименты со слуховой памятью у мышей. Животных заставляли запоминать последовательность из четырех аккордов, проигрывая их снова и снова. Данные мозговой активности грызунов анализировали с помощью искусственного интеллекта: он определил группы нейронов, которые активировались в связи с каждым отдельным аккордом.

По мере запоминания звуков, которые неизменно следовали один за другим, связанные с ними нейронные паттерны становились все ближе друг к другу. Однако новый неожиданный звук мог затрагивать те же нейроны и нарушать прежде сформировавшиеся представления. Чтобы выяснить, как мозг отделяет одно от другого, ученые использовали еще один ИИ. Он обнаружил группы клеток, которые активировались в ответ на различные последовательности аккордов.

Оказалось, такие нейронные паттерны остаются неизменными и не видоизменяются новыми входящими сигналами. Для этого они вращаются в ортогональной проекции, оставаясь в той же популяции нейронов, но разворачиваясь перпендикулярно. Профессор Бахман сравнивает это с листом бумаги, на котором была сделана запись, после чего лист повернули на 90° и продолжили писать уже перпендикулярном направлении — так, что различить эти два события довольно легко.

Примерно то же, видимо, происходит при перенесении опыта в кратковременную память: нейронный паттерн разворачивается, и его активность уже не мешает активности, вызываемой поступающими следом сигналами. Такой механизм был продемонстрирован прежде для моторной коры, когда ученые заметили, что у обезьяны, пока она планирует движение, его нейронные проекции возникают ортогонально основным паттернам.

Таким образом, активность остается в пределах одной и той же группы нейронов. Часть из них участвует и в хранении текущих воспоминаний, и в обработке новых сигналов, а часть вовлечены лишь в одну из этих задач. Именно связи между клетками второй группы позволяют «развернуть» нейронные паттерны перпендикулярно и перенести их из «папки “Входящие”» в «папку “Текущее”».

Автор: Сергей Васильев

Ссылка на источник

Просмотров
Всего:
4 660 | За месяц: 4 660 | За неделю: 640 | За сутки: 0