• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.04.2021
Сергей Васильев
16 005

Ученые обнаружили «вращение» воспоминаний

5.2

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

©nekrum, Flickr / Автор: Артем Фомин

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

Позавчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

9 часов назад
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно