Ученые обнаружили «вращение» воспоминаний — Naked Science
5 минут
Сергей Васильев

Ученые обнаружили «вращение» воспоминаний

5.2

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

©nekrum, Flickr

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”».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Сегодня, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

Сегодня, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Сегодня, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

24 апреля
9 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в тканях и крови могут снижать вероятность смерти от всех причин в среднем на 13% и в итоге замедлять процесс старения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: