• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13 февраля, 08:52
Полина Меньшова
2 455

Нейробиологи увидели, как мозг «рисует» карты местности

❋ 5.4

Чтобы человек ориентировался в пространстве, мозг создает карты окружающей среды. Ученые из США впервые описали, как именно это происходит.

Кадр из видео, изображающего эксперимент с мышами и виртуальной реальностью
Кадр из видео, изображающего эксперимент с мышами и виртуальной реальностью / © Weinan Sun et al., Nature

Многие современные исследования в области нейробиологии направлены на то, чтобы понять, как мозг человека усваивает новые знания и навыки. В одной из недавних работ удалось выяснить, что, запоминая маршрут, мышь во сне как бы проходит по нему заново. Однако не было известно, каким образом подобная информация «откладывается в голове».

Специалисты из нескольких университетов США провели эксперимент на мышах и с помощью особого микроскопа впервые проследили за формированием так называемой когнитивной карты в головном мозге. Результаты их исследования появились в научном журнале Nature.

Авторы публикации наблюдали за активностью тысяч нейронов в мозге мышей, пока те учились ориентироваться в двух разных виртуальных коридорах. В одном из них вознаграждение (вода) находилось ближе, в другом — дальше. На старте мышам с помощью специального индикатора подсказывали, в каком месте стоит искать награду.

Мыши искали воду в двух разных виртуальных коридорах / © Weinan Sun et al., Nature

Обучение у всех животных происходило по одной и той же логике. Сначала они научились не пытаться лакать воду там, где ее не должно было быть. Потом поняли, что в каждом коридоре получают награду только один раз. Затем, наконец, перестали искать награду в начале пути, если находились в коридоре, где вода располагалась дальше.

Когда мыши только начинали знакомиться с коридорами, нейронная активность в каждом из них была одинаковой и напоминала линию. По мере обучения у двух этих «дорожек» появлялось все больше и больше различий, отражающих разные сигналы и разные места получения награды. К концу эксперимента даже одна и та же часть (например, начало) разных коридоров кодировалась неодинаково — это позволяло мышам понимать, как скоро они найдут воду в каждом из пространств.

Мыши учились различать коридоры, усваивая информацию в одной и той же последовательности / © Weinan Sun et al., Nature
Мыши учились различать коридоры, усваивая информацию в одной и той же последовательности / © Weinan Sun et al., Nature

Исследователи обнаружили, что различать похожие места помогают специальные клетки. Именно они кодируют информацию, которую получают органы чувств.

Дальнейшие исследования этого механизма помогут усовершенствовать методы лечения, которые применяются при расстройствах памяти, например при болезни Альцгеймера. Кроме того, считают ученые, появится возможность создать алгоритмы искусственного интеллекта, еще более сходные с человеческим мозгом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Журналист, преподаватель НИУ ВШЭ, главный редактор медиа о русском языке «Изборник». Специализируется на популяризации лингвистики, психологии, нейробиологии и медицины.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

17 июля, 18:11
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что реакция псов на объекты и звуки с ТВ-экранов варьируется в зависимости от характера и психологических особенностей питомцев. По мнению специалистов, знание этих деталей может пригодиться при разработке коррекционных программ для собак с проблемным поведением.

17 июля, 08:40
Игорь Байдов

Используя образцы, собранные миссией «Чанъэ-5», китайские ученые нашли способ извлекать воду из лунного грунта и перерабатывать выдыхаемый астронавтами углекислый газ. Это делается за счет небольшого устройства, работающего на солнечной энергии. Авторы нового исследования уверены: в будущем их прибор сможет обеспечить лунные поселения водой, кислородом и топливом.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

18 июля, 12:44
ПНИПУ

Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[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
Лучшие материалы
Закрыть
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