03.06.2017
Редакция Naked Science

Ученые нашли нейроны реальности и вымысла

Специалисты из Массачусетского технологического института и Университета Западного Онтарио описали специфику кодирования реальной и воображаемой информации нейронами префронтальной коры.

12418927083_8ae27cfaf7_h
©Wikipedia

Инструментальное поведение приматов во многом опирается на зрительный анализатор. При этом информация одновременно обрабатывается двумя способами: при непосредственном наблюдении стимула и воспоминании о нем. В последнем случае временное удаление предмета из поля зрения требует удержания образа в рабочей памяти. Однако то, является ли нейронный коррелят этих процессов общим, неясно. Согласно прошлым работам, визуальное восприятие, как рабочая память, опосредуются активностью латеральной префронтальной коры. В новой статье американские ученые привели результаты проверки гипотез о том, какие из ее нейронов участвуют в кодировании непространственных стимулов.

 

Для этого в правую латеральную префронтальную кору двух самцов макак-резусов (Macaca mulatta) имплантировали электроды, активность мозга изучалась методом магнитно-резонансной томографии (МРТ). Животные выполняли два типа заданий. В тестах на восприятие им демонстрировали облако точек, рядом с которым, спустя 1,2–2 секунды, возникало другое облако. Если стимулы двигались в одном направлении, обезьяна должна была отпустить клавишу. В испытании на рабочую память первое облако точек исчезало через одну секунду, и макаки вынуждены были вспоминать его траекторию для сравнения с новым. Во время экспериментов авторы зафиксировали активность 272 нейронов у каждой особи.

 

Локализация латеральной префронтальной коры (a) и распространенность преимущественно перцептивных (красный цвет) и мнемонических (синий цвет) нейронов относительно аркообразной (arcuate sulcus) и основной (principal sulcus) борозд. Размер окружностей соответствует силе кодирования направления / ©Diego Mendoza-Halliday et al., Nature Communications, 2017

 

Клетки, которые участвовали в обработке информации, располагались в задней части основной борозды мозга, большинство — в зонах 8a и 9/46. Анализ показал, что нейроны были специфичны, при этом 126 из них (46 процентов) значительно лучше реагировали на восприятие направления, чем предполагалось. Примерно 28 процентов клеток в большей степени кодировали воспринимаемое движение и 32 процента — скорее воспоминания о нем. Однако значительная часть нейронов параллельно выполняла обе функции. Последующая статистическая обработка позволила отнести, по критерию значимости, к перцептивным 32 процента, к мнемоническим — 40 процентов и к смешанным 28 процентов клеток.

 

Любопытно, что сила кодирования положительно коррелировала у нейронов зрительного восприятия и запоминания, тогда как максимальная чувствительность оказалась характерна для смешанных клеток. Затем ученые сравнили показатель с точностью выполнения заданий. Поскольку макаки лучше справлялись с первым вариантом теста, авторы пришли их к выводу, что активность перцептивных клеток превышает силу кодирования мнемонических. Исключение из рассмотрения перцептивно-мнемонических нейронов снижало точность ответов в три-четыре раза. Также для выявления различий между однонаправленной и противоположной траекторией точек использовались разные паттерны кодирования.

 

В то же время паттерны кодирования для наблюдения и запоминания были практически идентичны. Сила примерно трети нейронов обнаружила связь с углом отклонения между предполагаемой и истинной траекторией движения стимулов. Проверка с помощью алгоритма, обученного методом опорных векторов, подтвердила результаты. По мнению авторов, полученные данные проясняют нейронный механизм кодирования непространственных визуальных стимулов. Описание работы отдельных нейронов префронтальной коры может помочь в разработке новых методов лечения нейропсихических заболеваний, например шизофрении, для которой характерно смешение наблюдаемого и образов.

 

Подробности работы представлены в журнале Nature Communications.

 

Ранее ученые обнаружили специфические популяции «нейронов окрестности», а также «нейронов счастливых» и «пугающих воспоминаний».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 19:51
Мария Азарова

Американские ученые вышли за рамки черт личности классической «Большой пятерки» и рассмотрели их в контексте прогнозирования финансовой успешности.

Позавчера, 05:45
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Вчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 05:45
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

29 ноября
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

30 ноября
Мария Осетрова

Спроектированные искусственным интеллектом и собранные вручную ксеноботы — живые машины из эмбриональных клеток лягушки — теперь могут спонтанно воспроизводить самих себя.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Лучшие материалы
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: